从实验室到生产线 六盘水首台超临界二氧化碳发电机组商运发电

在钢铁生产过程中,烧结工序产生的工业余热长期面临利用效率低、能耗高等痛点。

传统余热蒸汽发电技术需将水加热为蒸汽驱动汽轮机,存在系统体积庞大、热转换效率有限等缺陷。

首钢水钢联合中国核动力研究设计院等单位历时三年研发的"超碳一号"示范工程,开创性地采用超临界二氧化碳作为工质,为工业余热利用开辟了新路径。

技术原理显示,当二氧化碳被加压至7.38兆帕以上、加温超过31.1℃时,会进入兼具液体高密度和气体高流动性的超临界状态。

项目团队利用这一特性,使二氧化碳在封闭系统中循环完成"吸热-膨胀-发电"全过程。

据测算,每吨烧结矿余热发电量从行业平均15度提升至22度以上,系统体积较传统装置缩小60%,且全程零耗水、零废水排放。

这项突破源于多方协同创新机制。

自2022年启动联合攻关以来,研发团队先后攻克超临界流体控制、紧凑型换热器设计等12项关键技术难题。

核动力研究院贡献了军用反应堆热工水力技术,首钢水钢提供了工业场景验证平台,济钢国际则完成了系统集成优化。

这种"产学研用"深度融合模式,使实验室成果在28个月内即实现工程化应用。

从行业影响看,该技术有望重塑钢铁行业能源利用格局。

我国钢铁工业年余热资源量约1.5亿吨标煤,目前利用率不足35%。

若推广此项技术,全行业年可新增发电量超120亿度,相当于减排二氧化碳1000万吨。

更深远的意义在于,其为高耗能产业探索出一条"碳循环利用"的新路径——将二氧化碳从减排负担转化为生产资源。

展望未来,项目团队计划在2026年前完成第二代机组研发,目标将发电效率再提升20%。

国家发改委能源研究所专家指出,这项技术不仅适用于钢铁行业,在水泥、化工等高耗能领域同样具有推广价值,预计到2030年可形成千亿级市场规模,成为我国实现"双碳"目标的重要技术支撑。

从“把热量排掉”到“把热量用好”,传统产业的转型升级,最终要落脚到一项项看得见的技术改造和算得清的效益账。

“超碳一号”在六盘水的投运表明,面向“双碳”目标,创新不止于概念突破,更在于工程化落地与持续运营。

把分散的余热变成稳定的电力,把节能降碳转化为企业竞争力,正是高质量发展在工业一线的生动注脚。