国运来了挡都挡不住！ 中国团队攻克世界级难题，整整领先美国5年！ 1月5日媒体报道，位于贵州六盘水的首钢水城钢铁厂2×15兆瓦烧结余热发电机组，与其他烧结余热发电机组并无太大差别，实际上却有天壤之别，它首次采用超临界二氧化碳作为热力循环介质实现高效发电，是全球首台商用超临界二氧化碳发电机组。 这台被命名为“超碳一号”的机组，看似普通的机身里藏着的可是颠覆百年发电史的硬核技术，更标志着我国在这一全球能源领域前沿赛道上，稳稳占据了领先位置。 可能有人没概念，咱们先说说传统发电的套路，不管是火力发电还是工业余热发电，核心都是“烧开水”的逻辑，靠热量把水变成水蒸气，再推动汽轮机转动发电，这套模式已经用了140多年。 而“超碳一号”直接告别了这个老路子，让二氧化碳当起了能量传递的“主角”，关键就在于让二氧化碳进入超临界状态——只要温度超过31℃、压力达到7.38兆帕，这种我们印象里只会导致温室效应的气体，就会变成介于气态和液态之间的特殊流体，兼具高密度和低粘度的双重优势，传热和做功能力都远超水蒸气。 别小看这一介质的替换，背后可是无数科研人员十几年的攻坚克难。“超碳一号”总设计师黄彦平团队从2009年就开始钻研这项技术，那会儿全球范围内都只有理论基础，工程化应用完全是一片空白。 最棘手的问题是超临界二氧化碳的换热能力只有水的三分之一，要实现高效发电，必须造出一款兼具超大换热面积、高压耐受性和抗腐蚀性的换热器，而这种设备的核心制造依赖真空扩散焊机，早期团队想从英国采购相关设备，却遭遇了封锁断供。 国外卡脖子的地方，咱们就自己造。团队转头联合国内高校的材料焊接专家，从零开始攻关真空扩散焊技术，硬生生造出了2.4米级的大型工业母机，彻底解决了毫米级薄板高强度焊接的世界级难题。 研发过程中最煎熬的时刻出现在2019年初，实验室小规模发电验证阶段接连遭遇失败，让整个团队都陷入了绝望，黄彦平甚至一度担心此前七八年的投入全部白费。 直到当年10月的一个凌晨，实验室团队负责人打来电话，只说了三个字“成了”，正在北京出差的他手抖着挂了电话，反应过来后立刻买了最早的航班赶回实验室，看到机组满功率稳定运行的那一刻，整个团队都忍不住哭了出来。 从实验室突破到商业落地，又花了整整六年时间。2022年8月，济钢国际的主动合作让技术转化迎来转机，三方很快敲定在首钢水城钢铁厂建设示范工程，2023年底项目正式破土动工。 施工过程中，团队要应对管道内部不能有1微米以上杂质的严苛要求，通过将清洗溶液烘干结晶后精准称重的方式排查残留，自主研发30余种试验装置完成上千次试验，才最终破解了水、锈、垢、油等一系列关键问题。2025年12月20日，“超碳一号”正式商运，成为全球首个实现超临界二氧化碳发电技术商业应用的项目。 这项技术的优势实实在在看得见摸得着，相比传统蒸汽发电，“超碳一号”的发电效率提升85%以上，净发电量提升超过50%，以前每吨烧结矿余热的净发电量行业平均水平不到15度，现在能稳定提升至22度以上。 机组的场地需求直接缩减一半，还彻底杜绝了耗水与废水问题，仅首钢水钢这一个项目，每年就能多发7000余万度电，发电收入增加近三千万元。 更关键的是，我国已经建立起完整的产学研体系和国产化产业链，从设计、制造到集成应用全流程自主可控，成为全球唯一能把机组做到满发长期稳定可靠运行的国家。 在全球能源技术竞争赛道上，超临界二氧化碳发电技术早已成为各国争抢的高地，2017年就被美国列为国家能源领域战略性前沿技术第二位。 但黄彦平团队明确表示，我国在这一领域已经领先美国五年，目前我们已掌握从两百千瓦到一百兆瓦不同功率等级的技术，而美国至今仍停留在实验室验证阶段。 随着技术的成熟，它不仅能改造钢铁、水泥等行业的工业余热利用，还能应用于光热发电、储能发电等多个领域，若在全国烧结余热改造中推广，每年可节约标准煤483万吨以上，减少二氧化碳排放1285万吨以上。 从被国外质疑“二氧化碳怎么能发电”，到如今全球首台商用机组稳定运行，中国团队用十几年的坚守攻克了这项世界级难题。这份突破不是偶然，而是我国完整工业体系支撑下协同创新的必然结果，更是国运崛起的生动注脚。随着更多前沿技术不断落地，咱们在能源领域的话语权还会持续提升，未来值得更多期待。
