【正言專題】中國關鍵詞:超碳一號

大家聽說過「燒開水」發電嗎?傳統火力、核電乃至餘熱蒸汽發電,原理都像「燒開水」——用熱量加熱水生成蒸汽,推動汽輪機轉動發電。但如今,中國用「超碳一號」技術,讓發電告別了「燒開水」時代。這究竟是什麼黑科技?
「超碳一號」是全球首台商用超臨界二氧化碳發電機組,也是全球首套15兆瓦超臨界二氧化碳燒結餘熱發電工程。「超臨界二氧化碳」是什麼呢?簡單而言,當二氧化碳的工作壓力超過73個大氣壓、溫度超過31℃時,就會進入「超臨界狀態」——密度接近液體,能儲存更多能量;黏度接近氣體,流動阻力小。就像一個「大隻佬」騎著塗了潤滑油的單車,踩一下腳踏就能走得很遠,能量利用效率大幅提升。
現役的燒結餘熱蒸汽發電技術,就像「燒開水」的操作,即用熱量加熱水生成蒸汽,再推動汽輪機轉動發電。而「超碳一號」直接用超臨界二氧化碳作為循環工質,發電效率提升85%以上,淨發電量提升50%以上。更厲害的是,它的系統更簡化、設備更少、運維更便利,場地需求減少50%。以首鋼水城鋼鐵廠為例,在原燒結工藝不變的情況下,每年可多發七千餘萬度電,發電收入多出近三千萬元人民幣。
「超碳一號」的成功,不僅能多發電,更能有效減少溫室氣體排放。中國正在推進「雙碳」目標,鋼鐵、水泥等傳統產業是能源消耗和碳排放的「重災區」。而「超碳一號」能將大量工業餘熱高效轉化為電能。據初步推算,如果將這項技術應用於全國的燒結餘熱改造,每年可節約標準煤483萬噸以上,減少二氧化碳排放1,285萬噸以上。這相當於種下數億棵樹的碳匯 (Carbon Sink)效果。
「超碳」發電技術被美國麻省理工學院評為「全球十大突破性技術」,美國能源局2015年就將其列為國家能源領域戰略性前沿技術,並投入數億美元開展工業級驗證。日本、法國、韓國、加拿大、捷克等國也紛紛跟進研究。但中國卻率先實現了商業營運,意味著中國不僅掌握了核心技術,更打通了從實驗室到商業化的「最後一公里」。
事實上,「超碳一號」的應用場景遠不止於餘熱發電。它還能突破中小功率規模、中高溫熱源高效利用的技術瓶頸,未來可與光熱發電、儲能發電等更多熱源組合成發電系統。例如,中核集團已啟動的「熔鹽儲能+超臨界二氧化碳發電」項目,就是將儲能與發電技術深度融合,為可再生能源的穩定供應提供新方案。
中國是全球最大的能源消費國,能源安全關乎國家命脈。「超碳一號」技術的商業化,意味著中國在高效、低碳發電領域邁出了關鍵一步。它不僅能減少對進口能源的依賴,更能通過技術輸出提升國際競爭力。可以說,「超碳一號」是中國能源革命的「超級引擎」,正推動中國從能源消費大國向能源技術強國轉變。