我国自主研发全球首台商用超临界二氧化碳发电机组投运 年发电量达1.2亿度

推动传统产业绿色改造,关键在于把“看不见的能量”变成“看得见的效益”。

长期以来,钢铁、化工、水泥等流程工业在生产环节会产生大量中低品位余热,受制于技术路线、设备体量和经济性约束,余热利用水平参差不齐,部分企业仍以“能回收但不经济、能发电但不稳定”为主要痛点。

如何在不改变主流程的前提下,提升余热转化效率、降低系统复杂度,成为工业节能降碳的现实考题。

此次对接会上发布的“超临界二氧化碳工质高效发电技术”,为破解上述难题提供了新选择。

由相关科研单位与企业联合开发建设的“超碳一号”采用超临界二氧化碳作为循环工质,相比传统蒸汽发电系统具备更高效率、更紧凑的装备形态和更灵活的负荷响应能力,可在多种工业热源条件下实现高效发电。

技术团队表示,该机组已实现全产业链自主可控,连续安全运行1500小时无故障、无异常停机,常态化运行班组仅需2人,体现了工程化运行的稳定性与可维护性。

从“问题”到“原因”,工业余热发电之所以难以大规模复制,既有资源禀赋差异,也有技术与成本双重因素。

一方面,传统蒸汽系统对温度、压力等条件要求较高,面对波动性热源或中低温热源,效率提升空间有限;另一方面,系统体量大、建设周期长、运维复杂,使不少企业在投资决策时更倾向于保守方案。

叠加外部环境的不确定性,企业在能源系统升级上更关注自主可控和供应链安全,期待“少依赖、可复制、易维护”的工程化技术路径。

“超碳一号”的意义在于,它把“实验室技术”向“产业化装备”迈出了关键一步。

济钢集团国际工程技术有限公司负责人介绍,该项目投资回收期约5年,预计年发电量1.2亿度、年创收7000多万元,年节约标煤约2万吨左右。

对流程工业而言,这类可量化的经济账与减排账,有助于把节能减碳从“成本项”转变为“收益项”,提升企业持续投入的内生动力。

从“影响”来看,技术成果的示范效应正在形成。

对企业端,余热回收发电不仅可降低外购电成本、增强能源保障能力,还可在碳排放管理趋严、绿色供应链加速建立的背景下,提高产品绿色竞争力。

对区域端,山东作为工业大省,能源消耗和碳排放体量较大,钢铁行业规模以上烧结机及大量工业炉窑若能“嫁接”更高效的余热发电机组,将在提升资源利用效率、优化能源结构方面释放可观潜力。

对产业端,超临界二氧化碳发电装备的工程化应用,将带动关键零部件、系统集成、控制运维等上下游协同,推动形成更具韧性的产业链供应链。

在“对策”层面,成果转化与规模化应用仍需多方协同发力。

一是以示范项目带动标准体系完善,围绕不同热源工况建立设计、验收与运行评价规范,降低复制推广的工程风险;二是推动“技术—场景—收益”精准匹配,优先在热源稳定、用电负荷较高、节能空间明确的装置和产线布局,形成可核算、可对标的样板;三是加强政产学研用协同,围绕设备国产化、关键材料与控制系统可靠性开展持续迭代,提升全生命周期经济性;四是探索多元化投融资模式,通过合同能源管理、绿色金融等工具降低企业一次性投入压力,加快从单点示范走向集群推广。

从“前景”判断,随着我国能源转型进入深水区,工业领域节能降碳将更多依赖技术革命与系统创新的叠加效应。

超临界二氧化碳发电作为新一代高效动力循环的重要方向之一,若在钢铁、化工、建材等行业形成规模化应用,将有望把大量“低价值热源”转化为“高价值电能”,为传统产业绿色改造提供更具确定性的技术支撑。

对接会上,山东钢铁集团、山东恒信集团等企业签约,计划于2026年前后率先建设相关机组,显示出市场对新技术路线的积极回应,也为后续更大范围推广提供了时间表与路线图。

"超碳一号"的成功投运和快速产业化,充分体现了我国在能源技术领域的自主创新能力和产业化能力。

这项技术不仅是一次工程突破,更是一次发展理念的升级——它证明了通过自主创新,我们完全可以在关键领域实现技术自立自强,不必依赖国外技术。

随着超碳发电技术在更多工业领域的推广应用,山东乃至全国的能源结构将进一步优化,绿色低碳高质量发展的目标也将更加可期。

在新的发展阶段,继续加大对能源创新技术的投入和支持,推动更多自主可控的先进技术走向产业化,是构建新发展格局、实现高质量发展的必然要求。