全球首套2×15兆瓦超临界二氧化碳余热发电在贵州实现商业运行

在首钢水城钢铁集团厂区内,一座名为"超碳一号"的发电机组正悄然改写工业余热利用的历史。

与传统发电车间蒸汽弥漫的场景不同,这套采用超临界二氧化碳作为工质的装置,以近乎"隐形"的方式将350-600摄氏度的烧结余热转化为清洁电能。

这一创新成果的背后,是我国科研团队历时14年的技术攻坚与产业协同。

长期以来,工业领域大量中低温余热因传统蒸汽发电技术效率低下而遭废弃。

数据显示,我国钢铁行业余热资源利用率不足40%,每年相当于浪费1.2亿吨标准煤。

究其原因,传统"烧开水"发电模式存在相变能耗损失大、系统响应慢等固有缺陷。

而超临界二氧化碳在31摄氏度、7.38兆帕条件下形成的特殊物态,兼具气体流动性与液体高密度特性,使能量转换效率获得质的飞跃。

技术突破带来多重效益叠加。

经实测,"超碳一号"机组占地面积较传统设备缩减40%,水资源消耗归零,这对干旱地区工业项目具有特殊意义。

首钢水钢设备工程部负责人透露,按当前运行参数测算,单套机组年减排二氧化碳达7万吨,相当于新增4000亩森林碳汇能力。

更关键的是,该技术将以往难以利用的200-600摄氏度区间余热"变废为宝",使钢铁企业余热综合利用率突破70%大关。

从实验室走向产业化,这一跨越凝结着多方智慧。

中国核动力研究设计院自2009年启动基础研究,先后攻克工质密封、涡轮机设计等12项关键技术。

2019年小试成功后,首钢水钢以战略眼光承接首台套工程化应用,联合济钢集团完成系统集成创新。

项目团队创造性采用模块化设计,使建设周期压缩至24个月,为同类技术推广树立标杆。

业内专家指出,该技术的商业化落地恰逢其时。

随着《"十四五"能源领域科技创新规划》将超临界二氧化碳发电列为重点方向,其在火电灵活性改造、光热发电等领域的应用前景广阔。

据能源部门预测,若在全国钢铁行业推广该技术,年新增绿电可达480亿千瓦时,相当于三峡电站半年发电量。

目前,已有20余家能源企业开展技术对接,下一代50兆瓦级机组研发已列入国家重点专项。

"超碳一号"的成功商业化运行,不仅是我国能源技术创新的重要成果,更是产学研深度融合、敢于承担技术风险、勇于开拓创新的生动实践。

这一突破为全球工业余热高效利用提供了中国方案,彰显了我国在前沿能源技术领域的创新实力和引领能力。

面向未来,持续推进技术优化和产业化应用,将为构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系注入强劲动力。