冬日乌蒙山区,有个叫“超碳一号”的大家伙正在安静地转着。机组旁边的控制室里,跳动的数字显示,全球第一台用于发电的超临界二氧化碳设备已经稳稳地跑了起来。这说明中国人用科技把那种一百多年来一直靠烧开水产生蒸汽的老办法给彻底改变了。超临界二氧化碳这个技术在国际上被当成下一代能源系统的核心,它是靠一种特殊的状态下的二氧化碳来工作的,效率比传统的水蒸气发电要高多了,理论上说能把发电效率推到50%以上。美国还有欧盟那些国家早在几十年前就开始搞了,但真正做成商业项目一直很难。 济钢国际党委副书记栾元迪说,“原理看着简单,想把它从实验室搬到工厂里太难了。”2022年,济钢在一次路演上发现这个技术特别适合回收工业余热。他们就赶紧找到了中国核动力研究设计院商量合作。核动力院之前在实验室里已经试过了原理,可就是不知道怎么用到工业上。济钢正好有几十年做节能的经验,这就把产业化的那块短板补上了。 双方联手后遇到了大麻烦。本来计划一年建完的项目,实际上花了23个月才搞定。团队做了上千次实验和调试,改了六次大的设计方案都没成功。直到第七次尝试时,工程师把涡轮机的流道设计和密封系统重新弄了一遍,才把超临界流体怎么能稳定循环的难题给破了。中国核动力研究设计院总设计师黄彦平说,“这是材料学、热力学还有机械工程多方面合作的成果,每一个参数调一下都可能影响大局。” 除了技术硬实力的提升,“国家队”和“地方队”的合作方式也很关键。作为地方国企的济钢现在正在转型搞绿色技术,他们在工厂现场干活的经验和国家级科研机构的前沿研发正好形成互补。这种合作方式解决了很多创新链和产业链脱节的问题。数据显示,“超碳一号”把钢铁烧结余热利用率提到了35%以上,每年能减排二氧化碳约3万吨。 现在中国正在大力搞新型能源体系。除了回收余热,这个技术还能用到光热发电、核电甚至是舰船动力上。专家说,这次商业化意味着中国能源科技从跟着别人跑到了并肩跑的水平,有些地方还领先了。从图纸变成机组,这个过程展示了中国科技创新是怎么一步步跨过难关的。 新华社发布的消息里提到的济钢国际党委副书记栾元迪还有中国核动力研究设计院总设计师黄彦平都是推动这一项目的重要人物。他们的努力让全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号”在2022年正式投运了。在这个过程中还克服了很多困难:项目本来打算一年建成但实际花了23个月才完成;团队经历了上千次试验调试还有六次重大方案调整;工程师们通过重构涡轮机流道设计与密封系统才解决了核心难题;项目成功将钢铁烧结余热利用率提升至35%以上;每年可减排二氧化碳约3万吨。 这个突破不仅是一个设备的成功落地,更是科研体制和产业生态协同发展的结果。在美国等发达国家长期无法商业化的情况下,“超碳一号”的成功标志着我国在这一领域已经走到了世界前列。未来随着技术不断进步和应用场景的扩大,这场起源于乌蒙山区的绿色革命有望在更大的能源版图上留下深刻的印记。