我国首台商用超临界二氧化碳发电机组投产 年发电1.2亿度助力工业绿色转型

当前,我国传统产业绿色转型进入攻坚期,钢铁、化工、建材等行业在生产过程中产生大量中低品位余热,长期以来存在“热量散失、价值未充分转化”的痛点。

一方面,工业能源消耗强度较高,企业降本增效压力持续加大;另一方面,“双碳”目标约束日益强化,节能降碳与安全保供需要在更高水平上统筹推进。

如何把分散的余热资源转化为稳定的电力供给,成为工业领域提升能效的重要命题。

在这一背景下,超临界二氧化碳工质高效发电技术加快走向产业化。

该技术以二氧化碳作为循环工质,利用其在超临界状态下的物性优势,实现热能到电能的高效转换。

与传统蒸汽发电路径相比,系统更紧凑、响应更灵活,对热源适应性更强,可在钢铁烧结、焦化、水泥窑、化工装置等场景回收生产余热并发电,从“减排”进一步走向“增效”。

此次在济钢集团举行的科技成果对接会释放出明确信号:工业余热利用正从单点改造迈向可复制推广的工程化方案。

全球首个超碳发电示范项目“超碳一号”由中国核动力研究设计院与济钢集团国际工程技术有限公司联合开发建设,相关负责人介绍,该项目已连续安全运行1500小时,无故障和异常停机,常态化运行班组仅需2人。

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。

这组数据表明,技术路线不仅“能用”,而且具备可核算、可评估的经济性与减碳效益,为更多企业决策提供了可参照的“样板”。

从原因看,技术加速落地的背后,是产业需求与技术成熟度的“双向驱动”。

山东作为工业大省,钢铁、化工、建材等行业集聚,余热资源禀赋突出,同时能耗与碳排放总量较大,具备开展规模化节能改造的现实基础。

更重要的是,关键装备与系统实现全产业链自主可控,意味着企业在设备供给、运维服务、备件保障等方面的风险显著降低,有利于形成稳定的工程应用生态,提高推广速度与范围。

从影响看,超临界二氧化碳发电技术的推广,有望在三个层面产生带动效应:其一,提升存量装置能效,通过“余热发电”把原本难以回收的能量转化为企业自发自用电力,缓解电力成本压力,增强制造业竞争力;其二,助力区域能源结构优化,在不新增煤耗的前提下形成可观的电力增量,推动节能降碳从“末端治理”转向“源头提效”;其三,带动高端装备制造与工程服务能力提升,促成技术标准、工程规范与运维体系完善,为更大范围复制提供基础。

面向下一步推广应用,业内普遍关注“如何更快、更稳、更广”落地的问题。

对策层面,一是围绕典型场景开展系统集成与工程验证,优先选择热源稳定、运行工况清晰、改造条件成熟的装置实施示范扩围,形成一批可对标的项目群。

二是完善从设计、制造、安装到运维的全链条服务,推动关键设备规模化生产,降低单位投资成本,缩短回收周期。

三是强化政策与金融协同,围绕节能降碳项目建立更清晰的收益核算与评价机制,提升社会资本参与意愿。

四是同步推进安全与标准体系建设,结合工业现场复杂工况,完善风险评估与应急机制,确保长期稳定运行。

企业签约也显示出产业界的明确预期。

对接会现场,山东钢铁集团、山东恒信集团签约计划于2026年率先建设超碳发电机组。

其中,山东恒信集团拟在化工生产系统中新建燃气蒸汽联合循环发电设备并采用该技术;山东钢铁集团日照精品钢基地新建烧结机项目也将应用该技术发电。

与此同时,省内外十余家企业正对接洽谈,显示该技术具备较强的行业吸引力和扩散潜力。

从前景判断看,随着工业领域节能改造进入“深水区”,单纯依靠管理节能与局部改造的边际效应递减,亟需更具系统性的技术变革。

超临界二氧化碳发电以“高效回收余热”为切口,契合钢铁、化工、建材、轻工、造纸等传统产业绿色升级需求,未来若能在工程化复制、成本控制、标准化运维等方面持续突破,有望形成面向全国的工业余热发电新路径,为建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系提供重要支撑。

超碳发电技术的商用突破,体现了中国在能源领域自主创新的成果,也为全球能源转型提供了中国方案。

从"超碳一号"的成功运行到多家企业的签约应用,这项技术正在从实验室走向生产实践,从示范项目走向产业推广。

随着更多企业的参与和应用,超碳发电技术有望在工业余热利用、碳减排、能源效率提升等方面发挥越来越重要的作用,为构建自主可控的能源产业链、供应链,推动经济社会绿色低碳发展做出新的贡献。