当前,我国工业领域面临能源利用效率不高、碳排放量大的双重压力。
钢铁、水泥、化工等高耗能产业在生产过程中产生大量中高温余热,这些资源若未能有效利用,不仅造成能源浪费,也增加了碳排放负担。
传统的水蒸气朗肯循环发电技术在处理工业余热时存在明显瓶颈,难以满足现代工业绿色转型的需求。
为突破这一技术瓶颈,中国核动力研究设计院等科研机构在国家支持下,经过十余年自主研发,成功攻克了超临界二氧化碳发电技术的核心难题。
该技术采用超临界状态下的二氧化碳作为循环工质,充分利用其兼具高密度与低粘度的物理特性,构建了结构紧凑、运行高效的新型发电系统。
研发团队攻克了微通道换热器、压缩机透平机组等关键装置,建立了完整的自主研发体系,实现了真正意义上的技术自主可控。
去年11月,代号"超碳一号"的全球首台商用超临界二氧化碳余热发电机组在贵州首钢水钢厂区成功并网发电,标志着该技术正式从实验室走向工业应用。
该项目由中国核动力研究设计院与济钢国际历时23个月联合完成,针对钢铁烧结工序产生的高温烟气余热进行深度利用。
数据显示,与原有烧结余热发电系统相比,"超碳一号"的系统净发电量提升超过30%,设备占地面积减少约50%,运维复杂度大幅降低,经济性和可靠性均得到显著提升。
从推广应用的角度看,该技术具有广泛的产业延伸价值。
若将其推广至全国钢铁行业烧结余热改造,预计每年可节约标准煤约483万吨,减少二氧化碳排放1285万吨,经济效益与环保效益十分显著。
超临界二氧化碳作为中高温热源场景下最具前景的工质之一,不仅可用于钢铁、水泥、化工等传统高耗能产业的余热回收,还可与光热发电、储能调峰等新型能源技术结合,为新型电力系统建设提供重要支撑。
该技术还有助于提升传统燃煤、天然气发电的效率,降低碳排放强度,在能源结构调整和"双碳"目标实现中发挥重要作用。
日前召开的科技成果对接会汇聚了省直部门、高校、行业协会、金融机构和百余家重点企业代表,共同探讨该技术的商业化进程和产业化路径。
会上,相关企业就超临界二氧化碳发电技术在更广泛工业场景中的应用签署了多项合作意向协议,标志着该技术已进入加速推广阶段。
山东作为国家重要的工业基地和能源消费大省,在推动该技术产业化方面具有得天独厚的优势,可为全国能源科技创新和产业融合发展树立标杆。
“超碳一号”的成功运行,不仅是一项技术的突破,更是我国工业绿色转型的重要里程碑。
在全球碳中和背景下,超临界二氧化碳技术的商业化应用,为高耗能行业提供了高效、经济的减碳路径,展现了科技创新对可持续发展的强大驱动力。
未来,随着技术不断成熟和推广,中国有望在全球绿色能源竞赛中占据更有利位置。