咱们先把时间线捋清楚:2009年,中核集团和中核集团中国核动力研究设计院开始了研发;2017年,项目骨干刘睿龙带领团队攻克了微通道换热器的难关;2024年,中核集团又启动了熔盐储能耦合超临界二氧化碳发电的示范工程;计划在2025年底之前,咱们国家就要把全球首台商用超临界二氧化碳发电机组投运起来;而首钢水城钢铁(集团)有限责任公司就坐落在贵州省六盘水市。 2025年年底,“超碳一号”就会稳定运行在这个厂里。这可不是普通的发电,它直接把钢铁烧结环节产生的高温烟气余热转化成了高效电能。之所以叫“超碳一号”,是因为它利用超临界状态下的二氧化碳作为循环工质,构建了闭式布雷顿循环发电系统。以前的朗肯循环用的是水做介质,到了临界点后容易有瓶颈。二氧化碳在特定温度压力下既像气体又像液体,传热性能强、做功能力猛,能让发电系统变得更小更高效。 咱们中国核动力研究设计院的首席专家黄彦平说了,选二氧化碳工质不光是因为它安全、稳定、好弄,更关键是它在超临界态下有热力学优势,能突破传统技术的天花板。团队从2009年起就盯着透平和压气机这两机,还有热源换热器、回热器、冷却器这三器的技术路线走。 最开始那段路可真难走,简直是“从零到一”的开荒。特别是那个核心部件——超紧凑微通道换热器,差点就让研发卡住了进度。刘睿龙说,为了搞定微通道加工和精密焊接的难题,大家熬了上百个日夜没怎么合眼。后来他们从印刷电路板的制作工艺里找灵感,用在不锈钢板上蚀刻毫米级微流道的办法,还自己搞了一套真空扩散焊设备,硬是把几千片薄板焊成了高性能的换热芯体。当那个当时全球单芯体最长的样机通过测试时,大家心里的石头才算是落地了。 到了2025年,“超碳一号”成功商运的时候,它直接用在了钢铁行业烧结环冷机的尾部烟气余热回收上。实际数据显示,它比现在常用的烧结余热蒸汽发电效率高了不止一截:发电效率提升超过85%,净发电量增加了50%以上,场地面积还减少了一半。这意味着在同样的余热资源下能发更多电,工厂布局也更紧凑了。 技术嘛就得持续迭代才行。在这次成功的基础上,中核集团已经在2024年开始搞熔盐储能耦合超临界二氧化碳发电的示范项目了。计划在2026年开工建设,把像太阳能光热这种间歇性的可再生能源先用熔盐储存起来,再让超临界二氧化碳发电系统稳定输出电力。 全球首台商用超临界二氧化碳发电机组的投运是个大好事儿。它不仅提高了发电效率,还探索出了一种更普遍的热功转换新路子。不管是现在的工业余热回收,还是未来核能、太阳能光热或者是舰船动力这些场景,这项技术都能派上用场。这就是中国在能源装备赛道上抢占到的新制高点。 它把济钢集团国际工程技术有限公司也给拉进来一起干。这事儿不光是中核集团一家在努力,还有首钢水城钢铁(集团)有限责任公司在支持。从基础研究到关键设备再到工程示范,咱们已经建立起了完整的产学研协同体系。从材料到部件再到整机都是国产的产业链条构建完成了。 现在“超碳一号”已经准备就绪。等到2026年那个熔盐储能耦合的项目一落地,就能给电网调峰能力提供技术支撑。等到2026年的新项目开工建设之后,咱们国家在第四次工业革命的关键技术竞赛中就站稳了脚跟。等到2025年年底机组顺利运行起来之后,“双碳”战略目标也就有了更扎实的保障。等到2025年机组运行的数据出来之后就能发现:净发电量增加了50%以上。等到2026年开工建设之后就能看到熔盐储能耦合的示范效果。等到2025年年底机组稳定运转起来之后就能验证高效的闭式循环发电系统到底有多厉害。等到2017年刘睿龙他们攻克难关之后就把当时全球最大的换热样机做出来了。等到2009年启动研发的时候咱们就定下了这条路子。等到2025年机组投运的时候就能看出这是中国实现高水平科技自立自强的一个例子。等到2026年开工建设的时候就能看清楚这项技术的生命力在哪里。等到2025年年底的时候大家就能看到新的技术路径贯通了是怎么回事。等到2024年启动新项目的时候就能看到技术在迭代和应用拓展上的成果。等到2025年年底的时候就能看到我国在清洁能源技术上的重大突破了是怎么回事。等到首钢水城钢铁(集团)有限责任公司这个厂区里发生的能源革命就会显现出来了是怎么回事。等到济钢集团国际工程技术有限公司也加入进来之后就能看出咱们国家在能源动力领域取得了多么大的进步了是怎么回事。等到中核集团中国核动力研究设计院牵头搞起来之后就能看出咱们国家在先进热功转换技术领域耕耘了多少年后才结出的硕果了是怎么回事。等到这项技术成熟并推广之后就能给全球节能减排提供强大支撑了是怎么回事。等到这台全球首台商用超临界二氧化碳发电机组成功投运之后就能看出我国在能源装备赛道占据了新的制高点了是怎么回事。