中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
2023年，由中核集團(tuán)中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院、濟(jì)鋼集團(tuán)國際工程技術(shù)有限公司、首鋼水城鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司共同推進(jìn)建設(shè)2臺(tái)15兆瓦發(fā)電機(jī)組，“超碳一號(hào)”示范工程是其中一臺(tái)。
2023年年底，“超碳一號(hào)”正式動(dòng)工。2025年11月，“超碳一號(hào)”并網(wǎng)發(fā)電調(diào)試成功，一個(gè)月后順利實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行，我國就此成為全球首個(gè)將這項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化的國家。
傳統(tǒng)火力發(fā)電、核電乃至各類蒸汽發(fā)電，本質(zhì)都是用熱量將水變?yōu)檎羝?，推?dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來發(fā)電，可簡(jiǎn)稱為“燒開水”模式。但實(shí)踐中，水這一介質(zhì)在系統(tǒng)復(fù)雜度、效率、緊湊性、響應(yīng)速度等方面存在不足。
“超碳一號(hào)”以超臨界二氧化碳作為循環(huán)工質(zhì)，通過構(gòu)建閉式布雷頓循環(huán)實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定做功。得益于超臨界二氧化碳的物質(zhì)屬性，“超碳一號(hào)”具有效率高、系統(tǒng)緊湊、輔助系統(tǒng)少和機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的核心優(yōu)勢(shì)，有助于突破世界范圍內(nèi)中小功率規(guī)模、中高溫?zé)嵩锤咝Ю玫募夹g(shù)瓶頸，通過高效的熱電轉(zhuǎn)換，能顯著減少溫室氣體排放，降低對(duì)環(huán)境影響，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)綠色低碳改造升級(jí)。
世界范圍內(nèi)，超臨界二氧化碳發(fā)電的理論基礎(chǔ)形成于20世紀(jì)中后期。21世紀(jì)初，該技術(shù)構(gòu)想逐步聚焦于發(fā)電應(yīng)用。2018年，超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)入選《麻省理工科技評(píng)論》“全球十大突破性技術(shù)”。2021年，我國在《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》中將該技術(shù)列為重點(diǎn)推進(jìn)的前沿能源技術(shù)。
自2009年起，我國技術(shù)團(tuán)隊(duì)開展超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)研究，用7年時(shí)間完成了基礎(chǔ)理論研究和試驗(yàn)平臺(tái)搭建，2016年進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，2019年實(shí)現(xiàn)小規(guī)模發(fā)電驗(yàn)證。經(jīng)過多年的探索，團(tuán)隊(duì)攻克了從設(shè)計(jì)、制造到集成應(yīng)用的系列關(guān)鍵技術(shù)，建立了超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)研發(fā)體系并完成技術(shù)驗(yàn)證。
技術(shù)團(tuán)隊(duì)在研發(fā)過程中集合了東方電氣集團(tuán)、西安交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、四川大學(xué)等國內(nèi)優(yōu)勢(shì)企業(yè)和高校團(tuán)隊(duì)。經(jīng)過10余年的攻關(guān)，我國的超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)產(chǎn)學(xué)研體系基本建立，全國產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈條基本成形，具備全面工程應(yīng)用條件。
除“超碳一號(hào)”示范工程外，中核集團(tuán)于2024年啟動(dòng)了“熔鹽儲(chǔ)能+超臨界二氧化碳發(fā)電”示范項(xiàng)目，項(xiàng)目已入選國家能源領(lǐng)域第五批首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備，預(yù)計(jì)2028年完成示范應(yīng)用。
未來，“超碳一號(hào)”有望向更大功率、更高溫應(yīng)用場(chǎng)景拓展，可以與各種熱源組合成發(fā)電系統(tǒng)，在光熱發(fā)電、余熱發(fā)電、儲(chǔ)能發(fā)電等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
