告别“烧开水” 二氧化碳也能发电

　　据新华社电 二氧化碳也能用来发电了？12月20日，全球首台商用超临界二氧化碳发电机组在贵州六盘水成功商运，这也是超临界二氧化碳余热发电技术“超碳一号”的全球示范工程，成为发电技术的进步例证。

　　不论是传统的火力发电还是先进的核电技术，以及各类余热蒸汽发电，原理都类似于“烧开水”，就是用热量将水变为水蒸气，推动汽轮机转动来发电。但超临界二氧化碳发电技术则是告别“烧开水”的一种革新型热电转换技术。

　　“超碳一号”总设计师黄彦平介绍，这一技术是把温度超过31摄氏度、压力升高至73个大气压以上环境中的超临界二氧化碳作为循环工质，将其送进发电系统里，再通过压缩机和换热器提高超临界二氧化碳的压力和温度，让高温高压的二氧化碳推动透平旋转，进而产生电能。

　　“超临界状态下的二氧化碳，既像液体一样密度大，又像气体一样黏度低，循环发电过程中不发生相变，发电效率也就更高。”黄彦平解释，相比之前的烧结余热蒸汽发电技术，“超碳一号”发电效率提升85%以上，净发电量提升50%以上。

　　对企业而言，发电效率的提升就意味着实实在在的收益。在原烧结工艺不变的情况下，此次投运的项目每年可多发电7000余万千瓦时，发电收入增加近3000万元。

　　专家表示，“超碳一号”不仅效率高，而且有系统紧凑、辅助系统少和响应速度快的优势，连场地需求也可以“瘦身”50%。初步测算，如果将这项技术应用于全国的烧结余热改造，不仅为钢铁行业，也将为水泥、玻璃等其他行业的余热利用带来技术变革。

　　在不远的将来，超临界二氧化碳技术还可以与各种热源组合成发电系统，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，为实现“双碳”目标加油助力。

　　什么是超临界二氧化碳？

　　在大气中，二氧化碳是一种气体的状态；如果把二氧化碳进一步降温，降到零下几十摄氏度后，它就会变成固态，就是我们平时用的干冰；把二氧化碳进一步加压，气态会逐步液化。如果进一步提高它的温度、压力，达到31摄氏度、73个大气压以上，它就会变成超临界状态。

　　“超碳一号”怎样发电？

　　超临界二氧化碳发电分为4个步骤：压缩、加热、膨胀、冷却。就像往一个钢铁容器里吹气，随着吹的气越来越多，容器里的气体密度和压力越来越大，再给容器内部升温，形成高温高压环境，使内能大大增加。这时给容器开一个小孔，高温高压的气体快速喷出，推动一个风车拖动发电机转动，从而实现发电。

　　“超碳一号”有何优势？

　　●能量转化效率比较高，理论效率可以突破50%

　　●二氧化碳超临界状态本身密度比较大，所以发电用的透平机体积可以做到蒸汽轮机的十分之一，整个系统可以做得非常小

　　●负荷响应特别快，传统的发电厂一般只有3%的爬坡速率，“超碳一号”可以做到10%；如果要快速提高到另外一个功率水平，它的响应完成时间要比水蒸气发电快得多

　　●它是一个闭式循环，维护比较方便，运维人员的配置也会相应减少据央视新闻