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超碳一号
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走近大国重器丨用二氧化碳发电——探访“超碳一号”示范工程
文章核心观点 - 全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号”于2025年12月20日在贵州六盘水成功投入商业运行,标志着中国在该技术领域实现全球领跑,完成了从实验室到商业应用的首次跨越 [7] - 该技术相比传统蒸汽余热发电技术,在相同应用场景下能提高发电效率85%以上,提高净发电量50%以上,并具有系统简化、设备减少、运维便利、场地面积减少50%等显著优势 [8] - 技术研发团队通过十余年自主创新,攻克了从关键设备到控制系统的系列技术难题,实现了全产业链自主可控,并计划向更多应用场景进行模块化推广,以助力实现“双碳”目标 [11][13][17] 技术突破与工程落地 - “超碳一号”是全球首套商用超临界二氧化碳发电机组,利用钢铁烧结生产线的余热进行发电,其热力循环工质为超临界二氧化碳,而非传统蒸汽 [9] - 研发团队从2009年开始探索,在缺乏公开研究资料和技术工程化空白的“无人区”中,从研究超临界二氧化碳物性等基础理论起步,历时三年确认技术可行性 [10][11] - 团队攻克了“一封二控三传递”(密封、控制系统、热量传递)等全球性难题,并自主研发了包括透平机、压缩机、换热器等在内的“两机三器一系统”关键设备 [12][13] - 2016年,团队在全球首次实现兆瓦级超临界二氧化碳简单循环发电系统满功率稳定运行,为后续工程化奠定基础 [13] - 示范工程于2023年启动,由中核集团核动力院与济钢国际、首钢水钢共同推进,计划建设2台15兆瓦发电机组,“超碳一号”是其中首台投入商运的机组 [16] 性能优势与经济效益 - 相比蒸汽余热发电技术,“超碳一号”能提高发电效率85%以上,提高净发电量50%以上 [8] - 超临界二氧化碳在温度超过31℃、压力高于73个标准大气压时进入超临界态,兼具液体高密度和气体低黏度的特性,被比喻为搬运热能的“超级快递员”,能高效将热能转换为电能 [10] - 示范工程已连续稳定运行一个多月,日常仅需两三人值守运维 [17] - 该机组每年可在原有发电基础上多发7000余万度电,发电收入增加近3000万元,并减少碳排放数万吨 [17] 政策支持与行业应用 - 中国《“十四五”能源领域科技创新规划》将超临界二氧化碳发电技术列为集中攻关重点任务之一 [15] - 国务院《“十四五”节能减排综合工作方案》中提到的“重点行业绿色升级工程”,涉及钢铁、有色金属、建材、石化化工等行业,为该技术应用提供了政策背景 [15] - 该技术可与各种热源组合,应用场景广泛,包括工业余热发电、火力发电、核能发电以及风光发电与储能等领域 [17] - 2026年1月23日,在山东举行了超临界二氧化碳工质高效发电技术科技成果对接会,一批钢铁、化工企业计划应用该技术 [17] - 中核集团已于2024年启动50兆瓦“熔盐储能+超临界二氧化碳发电”示范项目,并入选国家能源领域第五批首台(套)重大技术装备,预计2028年完成示范应用 [18] 研发团队与未来规划 - 研发团队由中核集团首席科学家黄彦平带领,从最初4人发展壮大,坚持“理论指导下的技术发明和工程创新” [14] - 团队在超临界二氧化碳发电技术方面领先其他团队约5年,实现了“领跑”,其突破对全球研究具有引领作用 [17] - 未来规划包括研究更多应用场景、实现更多技术突破,并进行模块化推广,以持续保持领先地位 [17] - 研发团队希望未来有更多人参与,共同攻克共性技术难关,发掘更多应用场景潜力,满足社会对工业绿色转型和高效清洁能源的需求 [18]
电费刺客退散!全球首台“超碳一号”投运,每度电都有“废热补贴”!
搜狐财经· 2026-01-30 18:12
文章核心观点 - 全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号”在中国贵州正式投运 标志着发电技术从传统“朗肯循环”(烧开水)向“闭式布雷顿循环”的革命性转变 其核心在于利用超临界二氧化碳作为工质 将工业废热等低品位热能高效转化为电能 该技术由中国团队自主攻坚研发 具备效率高、系统紧凑、灵活性强等颠覆性优势 未来在工业余热回收、核能、太阳能及储能等领域拥有广阔的推广前景 将推动高耗能行业低碳转型并助力中国能源技术的自主可控与全球领跑 [1][2][3][4][9][10] 技术原理与优势 - **技术革命**:“超碳一号”摒弃了传统发电通过水相变(烧开水)的“朗肯循环” 采用“闭式布雷顿循环” 以超临界二氧化碳作为能量搬运工 [3][4] - **工质特性**:超临界二氧化碳在温度超过31摄氏度、压力超过73个大气压时进入超临界态 兼具气体的高流动性和液体的高密度 推动力强 [4] - **效率碾压**:该技术将工业废热的发电效率提升至85%以上 远超传统余热发电技术 [1][4] - **系统极简**:无需传统锅炉、冷凝器等庞大装置 使发电系统体积缩小30%-50% 降低了建设成本和场地要求 [1][4] - **灵活强劲**:超临界二氧化碳能量密度高 使得涡轮机小型化且功率输出大 热源适应性广 [4] 研发突破与自主化 - **攻坚历程**:研发团队历时十五年自主攻坚 克服了无先例、无设备、无数据的“三无”困境 [5] - **核心装备国产化**:为承受近600摄氏度、200大气压的极端环境 团队自主研发微通道扩散焊接工业母机(全球仅三台) 实现了核心装备100%国产化 [5] - **工质驯服与仿真**:团队从编写代码开始自建仿真平台 并与合作伙伴试错上百种方案 攻克了超临界二氧化碳在临界点附近物性不稳定的难题 实现了压缩机等关键设备全链条国产化设计 [6][7] - **系统协同控制**:研发了国际首套先进核能系统统一建模与分析平台 确保了所有高压高温部件稳定协同运行 [7] 应用前景与经济效益 - **当前应用**:目前已成功应用于工业废热回收发电 [1][9] - **未来拓展**:技术未来可应用于第四代核反应堆、太阳能熔盐塔、储能释放的热能等多种热源 解决风电、光伏间歇性问题 [9] - **市场潜力**:仅在钢铁行业推广 预计每年可节约标准煤近500万吨 发电收益超百亿元人民币 [9] - **行业推广**:权威专家论证认为 该技术在钢铁、有色、化工等高耗能行业的余热回收和低碳转型方面具备很高的推广价值和广阔前景 [9] - **战略意义**:该技术是中国能源自主可控的关键成果 标志着更高效、更紧凑、更灵活的发电新时代由中国开启 [9][10]
二氧化碳“发电”不是梦
科技日报· 2026-01-28 10:36
文章核心观点 - 全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号”在中国成功商运,标志着该技术在发电领域取得世界领先的重大突破,其核心优势在于显著提升发电效率并大幅缩小设备体积 [1] 技术原理与优势 - 超临界二氧化碳发电技术使用处于超临界态(压力>73大气压,温度>31℃)的二氧化碳作为工质,替代传统水蒸气进行热功转换 [2] - 相比水蒸气,超临界二氧化碳密度高、黏度低且不发生气液相变,这些特性是提升效率和缩小设备体积的基础 [2] - “超碳一号”机组设备占地面积比传统蒸汽余热发电机组缩减一半,发电效率提升85%以上,年发电量增长50%以上 [1] 核心研发挑战与突破:换热器 - 实现超碳发电必须攻克微通道换热器技术,其通道更细密、换热效率更高 [3] - 研发团队需在不锈钢薄板上加工出数百个直径1毫米的微流道,通过高强度工艺迭代最终成功 [4] - 采用真空扩散焊接技术将数百层板片严丝合缝地焊接,团队在829天内经历27次方案优化、218版参数迭代,最终自主研发成功 [5][6] - 成果包括全球单芯体长度最大的微通道扩散焊换热器,其换热面积比传统管壳式提升33%,热负荷提升27%,体积缩小至1/10,配套焊接装备关键参数全面超越国际同类产品 [7] 核心研发挑战与突破:密封技术 - 压缩机和透平机需要在高温、高压、高转速下防止超临界二氧化碳泄漏,传统梳齿密封不适用 [8] - 团队否定了国外专家关于无法实现兆瓦级机组的论断,通过对比试验最终选定并自主攻克了适用于苛刻条件的干气密封技术 [8] - 团队在全球首次实现了兆瓦级超碳涡轮的干气密封,成功在500℃高温等条件下确保零泄漏 [9] 研发历程与意义 - 研发始于2009年,由一张提及美国研究的小纸条引发,团队历时17年攻克设计、制造、集成应用等一系列技术难题 [1][2][10] - 项目从理论无人问津起步,团队曾自筹经费,通过完全自主创新,改写了传统的“烧开水”发电历史 [1][2] - 技术从实验室验证(2019年)到项目开工(2023年),最终于2025年底成功实现商业运行 [10]
超临界二氧化碳发电技术实现商业应用
人民日报· 2026-01-19 15:52
文章核心观点 - 全球首套2*15兆瓦超临界二氧化碳烧结余热发电工程“超碳一号”在贵州六盘水成功实现商业运行,标志着我国率先打通了该前沿技术从实验室到商业应用的“最后一公里”,开启了热电转换的全新阶段 [1] 技术原理与核心突破 - “超碳一号”的核心突破在于用超临界二氧化碳替代传统的水蒸气作为能量转换媒介 [2] - 超临界二氧化碳在温度超过31摄氏度、压强达到7.38兆帕(约标准大气压的73倍)时形成,兼具气体流动性和液体高密度特性 [2] - 该介质密度大、储能多、做功能力强,且流动阻力小,无需经历相变过程,流程更简单,响应速度更快 [2] 技术优势与性能提升 - 系统不消耗水资源,也不产生废水,对缺水地区和高耗水钢铁企业是重大利好 [3] - 设备占地面积比同等功率的蒸汽发电系统大幅减少 [3] - 对热源要求不高,可利用钢铁生产中350摄氏度到600摄氏度的中低温余热,而传统技术对此类余热利用效率较低 [3] - 与当前主流烧结余热蒸汽发电技术相比,其净发电效率可提高20%—50% [3] 项目开发历程与商业化意义 - 中国核动力研究设计院团队自2009年开始钻研该技术,2016年进入实验室测试,2019年实现小规模发电验证 [5] - 首钢水钢集团联合中核集团中国核动力研究设计院、济钢集团国际工程技术有限公司共同推进此全球首套项目 [5] - 项目于2023年底动工,2025年11月并网发电调试成功,一个月后实现商业运行,使我国成为全球首个将该技术商业化的国家 [5] - 超临界二氧化碳发电技术被美国(2015年)和我国《“十四五”能源领域科技创新规划》列为战略性前沿技术 [4] 经济效益与产业应用 - 相比首钢水钢原来的老旧机组,“超碳一号”每年能多发电7000余万千瓦时,大幅提升企业盈利能力 [6] - 该技术尤其适合中小功率规模、中高温热源场景,除钢铁烧结环节外,还可与焦化等环节结合,并可用于化工、水泥、玻璃等多个传统行业的余热回收发电 [8] - 技术像“能量回收器”,能将原本浪费的热量转化为经济效益,助力高能耗传统产业降本增效、绿色转型 [6] 生态环保效益 - 若将该技术推广至全国烧结余热改造项目,每年可节约标准煤约483万吨,减少二氧化碳排放1285万吨 [6] - 其低水耗特性可在我国西北、华北等缺水地区推广,有效缓解“煤电耗水”与“水资源短缺”的矛盾 [6] 能源安全与系统集成潜力 - 该技术可与风电、光伏等新能源搭配使用,例如用新能源富余电力加热熔盐储能,再通过超临界二氧化碳发电系统将热能快速转化为电能,解决新能源不稳定的痛点 [7] - 中核集团已启动“熔盐储能+超临界二氧化碳发电”示范项目,入选国家能源领域首台(套)重大技术装备名单,预计2028年完成示范,将提升能源供应的稳定性和灵活性 [7] 产业发展现状与前景 - 我国已基本建立超临界二氧化碳发电技术的产学研用体系,形成了全国产化产业链,具备了全面工程应用的条件 [8] - 该技术未来将渗透到多个领域,为我国实现“双碳”目标、保障能源安全注入强劲动力 [8]
面对面丨二氧化碳“烧”出高效电 中国团队攻克世界级难题
央视新闻客户端· 2026-01-05 17:19
核心观点 - 全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号”在中国贵州首钢水城钢铁厂成功投运,标志着该前沿发电技术实现了从实验室到工业化商用的重大突破 [2][4] 技术介绍与优势 - 该技术采用超临界二氧化碳作为热力循环介质,替代了传统蒸汽发电技术中的水,属于21世纪发电技术的最前沿 [6] - 技术具有效率高、体积小、响应快、节能环保等颠覆性优势 [12] - 以“超碳一号”为例,其设备场地仅占原蒸汽发电机组的一半,但发电效率提升85%以上,净发电量提升50%以上 [12] 研发历程与突破 - 技术理论基础形成于20世纪中后期,21世纪初才聚焦于发电应用,黄彦平团队着手研究时其工程化尚属空白 [14] - 核心挑战在于二氧化碳换热能力差(仅为水的1/3左右),研制超大换热面积且耐压耐腐蚀的换热器成为关键,这依赖于真空扩散焊机 [16] - 团队早期曾尝试从英国采购设备但后续被禁售,最终联合国内专家(如西工大老师)自主研发成功 [18] - 2019年10月,团队成功实现兆瓦实验室级系统满功率稳定发电,成为国际上首个跑通该技术的团队 [22][24] 战略地位与政策支持 - 2017年,超临界二氧化碳发电技术被美国列为国家能源领域战略性前沿技术第2位 [26] - 该技术随后被列入中国《“十四五”能源领域科技创新规划》,成为国家重点推进的前沿能源技术之一 [26] 商业化应用与成果 - 2022年8月,济钢国际寻求商业合作,并于2023年底在首钢水城钢铁厂启动“超碳一号”示范工程建设 [28][30] - 项目成功商业运行后,企业每年可多发7000余万度电,发电收入多出近三千万元 [30] - 该示范工程实现了技术的工程化验证,系统已连续稳定运行超过3000小时 [30]
中密控股:公司产品暂未应用于“超碳一号”
第一财经· 2025-12-29 16:05
公司业务与产品应用澄清 - 中密控股在互动平台明确表示,公司产品暂未应用于“超碳一号”项目 [2]
中密控股(300470.SZ):公司产品暂未应用于“超碳一号”
格隆汇· 2025-12-29 16:01
公司业务与产品应用澄清 - 公司产品暂未应用于“超碳一号”项目 [1]
超级赛道,爆发!“超碳一号”如何发电?
央视新闻· 2025-12-24 16:36
全球首台商用超临界二氧化碳发电机组投运 - 全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号”示范工程在贵州六盘水首钢水城钢铁厂成功投运并进入平稳运行状态 [1] - 这是世界上首次利用超临界二氧化碳这一全新的热力循环工质实现高效发电,也是该技术在全球范围内的首次工程应用 [1] 技术原理与性能优势 - 技术利用钢铁厂烧结机约400摄氏度的余热废气加热二氧化碳,将其提升至约200个大气压,推动透平做功发电 [3] - 超临界二氧化碳在常温约31摄氏度、74个大气压下达到,相比传统水蒸气发电,其发电效率可提升5至8个百分点 [9] - 超临界二氧化碳密度大、黏度低,流动阻力小,直接加热膨胀做功且不发生相变,响应速度更快,做功能力更强 [11][13] - 相比现役烧结余热蒸汽发电技术,“超碳一号”在余热利用率上提升超过85%,净发电量提升50%以上 [3] - 该技术设备体积显著缩小,约为常规机组的四分之一,特别适用于对设备体积要求高的领域 [21] 经济效益与投资回报 - 项目运行情况良好时,预计每年可为工厂增加接近5000万元的现金流 [5] - 项目的投资回收周期约为三年 [5] 技术研发与战略意义 - 中国自2009年开始研发超临界二氧化碳发电技术,该技术被美国能源部列为国家能源领域战略性前沿技术 [7] - 经过十余年探索,中国已完成对扩散焊接工业母机、高效紧凑换热器等关键技术的攻关 [3] - 该示范项目被视为里程碑节点,具有重要的战略性示范意义,其成功将推动后续项目的推广 [7] - 该技术被认为将改变整个发电的模式,对设备的形态、运行模式、效率及电厂工艺产生颠覆性影响 [17] 应用前景与市场规模 - 技术未来将应用于“熔盐储能+超临界二氧化碳发电”的新能源储能发电领域,相关示范项目预计2026年上半年在新疆开工建设,旨在利用弃风弃光电力进行储能和发电 [19] - 除钢铁冶金行业外,该技术在海上油气钻井平台、大型船舶等领域也有广阔应用前景 [21] - 仅在钢铁冶金行业,传统烧结机余热设备可进行技术改造的规模就超过300套 [23] - 若进行改造,其市场规模预计在1000亿元左右 [23]
全球首台!二氧化碳能用来发电了
新华社· 2025-12-22 16:02
核心观点 - 全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号”在贵州六盘水成功商运 标志着一种告别传统“烧开水”模式的革新型热电转换技术进入商用阶段 该技术利用超临界二氧化碳作为循环工质进行发电 在工业余热利用领域展现出高效率、高收益及系统紧凑等显著优势 为钢铁、水泥等高耗能行业的节能降碳提供了关键技术路径 并有望在光热、储能等多个发电领域广泛应用 [1][2][3] 技术原理与特点 - 技术原理:该技术以超临界二氧化碳为循环工质 在温度超过31摄氏度、压力超过73个大气压的环境中 通过压缩机和换热器提高其压力与温度 利用高温高压二氧化碳推动透平旋转来发电 [1] - 核心特性:超临界状态下的二氧化碳兼具液体高密度和气体低粘度的特性 循环发电过程中不发生相变 从而获得更高的发电效率 [2] - 效率提升:相比原有的烧结余热蒸汽发电技术 “超碳一号”的发电效率提升85%以上 净发电量提升50%以上 [2] - 系统优势:该系统具有效率高、系统紧凑、辅助系统少、响应速度快等优势 场地需求可比传统技术“瘦身”50% [2] 项目详情与经济效益 - 项目规模:示范工程为15兆瓦超临界二氧化碳烧结余热发电项目 由中核集团中国核动力研究设计院、济钢集团国际工程技术有限公司及首钢水城钢铁(集团)有限责任公司共同推进 [1] - 发电收益:在烧结工艺不变的情况下 该项目每年可多发7000余万度电 发电收入增加近3000万元 [2] - 技术推广:初步测算 若将该技术应用于全国烧结余热改造 将为钢铁、水泥、玻璃等多个行业的余热利用带来技术变革 [2] 行业应用与未来前景 - 当前应用领域:技术主要针对钢铁、水泥等传统高耗能、高碳排放行业的工业余热(如废水废液、高温烟气等)利用 是推进节能降碳的关键实招 [2] - 技术组合应用:中核集团已于2024年启动“熔盐储能+超临界二氧化碳发电”示范项目 该项目已入选国家能源领域第五批首台(套)重大技术装备 预计2028年完成示范应用 [2] - 未来前景:该技术未来可与各种热源组合 在光热发电、余热发电、储能发电等领域具有良好的应用前景 助力实现“双碳”目标 [3]
山东政商要情(12.15—12.21)
经济观察报· 2025-12-22 09:03
山东省委全面依法治省工作会议 - 会议旨在总结成绩、分析形势并部署当前及未来全面依法治省工作,以全面推进各方面工作法治化,建设更高水平法治山东 [1] - 会议强调需全面推进科学立法、依法行政、公正司法、全民守法及涉外法治,并加强党的领导以凝聚建设合力 [1] - 会议是对山东法治建设成就的总结,也是对新时代法治建设任务的再部署与深化,旨在为山东经济社会高质量发展提供坚实法治保障 [2] 山东省政府投资基金高质量发展政策 - 山东出台《关于促进政府投资基金高质量发展的实施意见》,旨在规范管理、提升服务经济社会发展质效 [3] - 政策坚持“政府引导、市场运作”等原则,目标形成规模适度、布局合理、运作规范、科学高效、风险可控的政府投资基金高质量发展格局 [3] - 意见明确基金分为产业投资类基金和创业投资类基金,并强调其政策性功能定位及培育耐心资本,是对国家层面“1+N”制度体系的细化落实 [3] 2025年山东企业200强榜单 - 2025山东企业200强总营收达10.34万亿元,上榜企业营收均超过55亿元 [4] - 山东能源集团以8664.84亿元营收位居榜首,魏桥创业集团、海尔集团等企业位列前十,营收在1860.32亿元至5585.33亿元之间 [4] - 2025山东工业企业100强全部进入200强榜单,贡献了76.8%的营收,体现了山东经济鲜明的工业特色和雄厚工业底盘 [4][5] 全球首台商用超临界二氧化碳发电机组 - 全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号”在贵州六盘水成功商运,是全球首套2×15兆瓦超临界二氧化碳烧结余热发电工程 [6] - 该技术利用超临界二氧化碳替代传统水蒸气进行余热发电,其净发电量提升50%以上,水耗降低50%以上,且具有设备小、反应快等优势 [6] - “超碳一号”由中核集团中国核动力研究设计院联合济钢集团、首钢水钢共同研发,是济钢集团向“绿色科技”战略转型的关键一步,为传统工业绿色低碳转型树立典范 [6][7]