在贵州六盘水首钢水城钢铁集团的厂区内，全球领先的2×15兆瓦超临界二氧化碳余热发电项目——“超碳一号”示范工程，其第二台发电机组已于5月30日顺利并网发电。这标志着由中核集团中国核动力研究设计院、济钢国际工程技术有限公司以及首钢水城钢铁集团联合开发的首个超临界二氧化碳余热发电技术示范工程已全部建成。
据悉，“超碳一号”项目的首台机组已于2023年12月20日正式启动商业运行，至今已稳定运行逾五个月。期间，其各项性能指标均达到或超越了设计标准，核心设备的可靠性和系统稳定性也经受住了长时间、多工况的严苛考验。随着第二台机组在紧张调试后成功并网，它即将转入正式的商业运行阶段。
全部两台机组投入运作后，“超碳一号”示范工程将能实现30兆瓦的稳定装机容量，预计每年将新增约2.3亿千瓦时的发电量。这将使其成为全球范围内规模最大、技术最为先进、运行最为成熟的超临界二氧化碳发电典范项目。
超临界二氧化碳余热发电技术的核心在于利用处于超临界状态的二氧化碳，替代传统蒸汽发电中的水蒸气，作为热力循环工质。通过这种方式，钢铁厂烧结过程中产生的高温废热能够高效地转化为电能，实现了变废为宝的余热回收利用。
相较于传统水蒸气，超临界二氧化碳具有密度接近液体、黏度近似气体的特性，并且在整个热力循环过程中不会发生气液相变。这使得其发电效率比现有的烧结余热蒸汽发电技术提升了85%以上，净发电量增加了50%以上。同时，该技术还能简化系统、减少所需设备、便于维护操作，并将场地需求量降低了50%。
该技术基于封闭式的布雷顿热力循环，二氧化碳在系统内循环使用，免去了频繁补水和清除水垢的麻烦。此外，其快速响应能力使其能够灵活适应电网负荷的变化。业内专家普遍认为，超临界二氧化碳发电的理论热效率有望突破50%，是“下一代能源技术的关键突破”。
“超碳一号”示范工程是超临界二氧化碳发电技术在全球范围内的首次商业化应用。中国核动力研究设计院自2009年起便致力于此项技术的研究开发，历经十余年攻坚克难，成功突破了从设计、制造到集成应用的一系列关键技术。“超碳一号”的全面建成，不仅充分验证了该技术的先进性、系统的可靠性以及运行的灵活性，也为中国在全球超临界二氧化碳发电领域树立了领先地位。