央視網消息：記者12月20日從中核集團了解到，全球首臺商用超臨界二氧化碳發電機組“超碳一號”示范工程在貴州六盤水首鋼水城鋼鐵廠成功投運。這是世界上首次利用超臨界二氧化碳這一全新的熱力循環工質實現高效發電，具備廣闊的商業前景。
在貴州六盤水，“超碳一號”示范工程進入平穩運行狀態。把傳統蒸汽機發電的“燒開水”換成了燒超臨界二氧化碳這種能量轉換的高效介質，實現了發電性能指標的提升，這也是超臨界二氧化碳發電技術在全球范圍內的首次工程應用。
中核集團首席科學家、“超碳一號”總設計師黃彥平介紹，鋼鐵廠的燒結機余熱廢氣溫度大概400多攝氏度，用來加熱二氧化碳之后，主要通過這臺機器把二氧化碳提高到200個大氣壓左右，然后進入換熱器，把煙氣的余熱吸收進來，再推動透平做功發電。
經過十余年的艱難探索，我國先后完成對擴散焊接工業母機、高效緊湊換熱器等關鍵技術的攻關。得益于超臨界二氧化碳的物質屬性，相比現役燒結余熱蒸汽發電技術，“超碳一號”在余熱利用率上提升超過85%、凈發電量提升50%以上。
黃彥平表示，把工業余熱最大限度變成電，按照當地的電價算，一年凈增現金流5000萬元左右，三年能夠收回投資成本。
東方電氣集團產業發展部副部長張曉東介紹，所有的技術應用推廣肯定都有一個量變到質變的過程，他們在這個項目上是一個里程碑的節點，具有重要的戰略性示范意義，示范項目的成功會推動其他項目的推進。
“超碳一號”：新型發電領域的“超級跑車”
作為一個全新的發電技術，超臨界二氧化碳發電被美國能源部列為國家能源領域戰略性前沿技術，我國也從2009年開始研發這項技術。它的發電原理是什么？
這里是超臨界二氧化碳發電實驗室，這臺裝置正在將二氧化碳提升至超臨界狀態，也就是在常溫31攝氏度左右提升到74個大氣壓。相比于傳統的水蒸氣，超臨界二氧化碳的發電效率將提升5—8個百分點。
二氧化碳在超臨界狀態下密度大，接近液體，使得它能儲存更多能量。如同一個“壯漢”，比起傳統水蒸氣“肌肉”更多。而且它的黏度很低，接近氣體，意味著流動阻力更小，直接加熱膨脹做功不發生相變，過程更為簡單，響應速度更快。
中國核動力研究設計院科研人員劉旻昀介紹，超臨界二氧化碳本身密度比較大，所以它的做功能力更強。他們經常開玩笑說二氧化碳是“天選之子”，從20多種工質里挑選出來，發現二氧化碳是唯一種具有這種獨特的做功優勢。
超臨界二氧化碳發電分為4個步驟：壓縮、加熱、膨脹、冷卻。就像往一個鋼鐵容器里吹氣，隨著吹的氣越來越多，容器里的氣體密度和壓力越來越大，再給容器內部升溫，形成高溫高壓環境，使內能大大增加。這時給容器開一個小孔，高溫高壓的氣體快速噴出，推動一個風車拖動發電機轉動，從而實現發電。
張曉東表示，它會改變整個發電模式、設備形態、運行模式、運行效率、電廠工藝等都會產生顛覆性影響。
超臨界二氧化碳發電技術帶動千億級市場
超臨界二氧化碳發電技術未來的應用前景如何，哪些領域可以推廣，市場規模有多大？
據了解，“熔鹽儲能+超臨界二氧化碳發電”新能源儲能發電示范項目預計2026年上半年在新疆開工建設。項目利用風電光伏富余電力加熱熔鹽，在電網需要時，高溫熔鹽通過超臨界二氧化碳將熱能快速轉化為電能。
黃彥平介紹，瞄準的是“風光儲”這個場景，主要是把棄風棄光的棄電拿來儲能之后，用超臨界二氧化碳進行發電。
此外，超臨界二氧化碳發電技術在海上油氣鉆井平臺、大型船舶這些對設備體積要求較高的領域也有廣闊的應用前景。
據業內預測，在鋼鐵冶金行業，傳統燒結機余熱設備可改造的規模超過300套。
黃彥平表示，如果每一套進行全部改造，它的市場規模大概在1000億元左右。
