燒結(jié)機(jī)的轟鳴聲中，紅色鋼水與藍(lán)色s-CO?管道交織成一幅工業(yè)美學(xué)畫(huà)卷。2025年12月20日，貴州六盤(pán)水首鋼水鋼集團(tuán)廠(chǎng)區(qū)內(nèi)，全球首臺(tái)商用超臨界二氧化碳發(fā)電機(jī)組正式投入商業(yè)運(yùn)行。這標(biāo)志著我國(guó)在高效清潔能源技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破，首次將超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室成功推向工業(yè)化應(yīng)用，為全球中小功率規(guī)模、中高溫?zé)嵩磮?chǎng)景的能源利用提供了全新解決方案。

“超碳一號(hào)”示范工程由中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院與濟(jì)鋼集團(tuán)國(guó)際工程技術(shù)有限公司共同推進(jìn)，采用2×15兆瓦超臨界二氧化碳燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)。通過(guò)將二氧化碳提純并加壓至73個(gè)大氣壓以上，使其由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌R界態(tài)，從而更高效地搬運(yùn)能量，推動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將熱能轉(zhuǎn)化為電能。相較于傳統(tǒng)“燒開(kāi)水”發(fā)電，“燒超臨界二氧化碳”可提升發(fā)電系統(tǒng)效率，還能大幅縮小系統(tǒng)體積，提高發(fā)電系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)性。

相比傳統(tǒng)燒結(jié)余熱蒸汽發(fā)電技術(shù)，“超碳一號(hào)”發(fā)電效率提升85%以上，凈發(fā)電量提升50%以上，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、設(shè)備減少、運(yùn)維成本降低，場(chǎng)地需求減少50%，展現(xiàn)出顯著的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

超臨界二氧化碳是一種在臨界溫度（31℃）和臨界壓力（7.38 MPa）以上存在的特殊流體狀態(tài)，兼具氣體的高擴(kuò)散性和液體的強(qiáng)溶解能力，被稱(chēng)為“第四態(tài)物質(zhì)”。這種物質(zhì)正在成為未來(lái)能源領(lǐng)域的重要方向之一。該技術(shù)利用處于超臨界態(tài)的二氧化碳作為工質(zhì)，通過(guò)閉式布雷頓循環(huán)實(shí)現(xiàn)高效熱電轉(zhuǎn)換。超臨界二氧化碳兼具氣體可壓縮性與液體流動(dòng)性，具有高密度、低粘度、無(wú)相變等特點(diǎn)，系統(tǒng)效率高、體積小、響應(yīng)快，尤其適用于中高溫余熱回收?qǐng)鼍啊?/p>

以首鋼水鋼為例，原來(lái)的燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率低，采用傳統(tǒng)的以水為循環(huán)介質(zhì)的蒸汽發(fā)電技術(shù)，存在大量冷源損失。通過(guò)本次項(xiàng)目改造，采用超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)進(jìn)行余熱回收，較燒結(jié)余熱發(fā)電行業(yè)平均水平，發(fā)電效率提升85%以上。如果將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于全國(guó)的燒結(jié)余熱改造，預(yù)計(jì)每年可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約483萬(wàn)噸以上，減少二氧化碳排放1285萬(wàn)噸以上。這一成就不僅對(duì)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，同時(shí)也為水泥、造紙等其他余熱利用行業(yè)帶來(lái)了深刻的技術(shù)變革。