“點火！”“燃燒器正常，燃料供給系統正常，送風、排煙系統正常，就地及遠程控制系統正常……”日前，河北衡水高新區中科衡發動力裝備有限公司超臨界二氧化碳發電示范機組首次鍋爐點火成功，運行穩定并進入全面調試運行階段。

超臨界二氧化碳循環發電技術是熱力發電領域一項重要的變革性技術，或將徹底改變人類傳統熱力發電方式，讓發電變得更加清潔、高效。目前，美國、日本、法國、德國等國家均在全力研發，我國此項技術研發進展處于世界領先地位。

中科衡發兆瓦級超臨界二氧化碳發電示范機組由衡水高新區與中科院工程熱物理研究所于2017年合作共建，投資4000萬元，核心技術完全自主研發。中科衡發項目團隊自入駐以來，堅持刻苦攻關，2018年成功研制并裝配國內首臺兆瓦級超臨界二氧化碳壓縮機，2019年建成國內唯一的兆瓦級超臨界二氧化碳流體機械通用測試平臺，2021年超臨界二氧化碳發電示范機組順利竣工并交付使用。印刷電路板換熱器設計和增材制造技術、空氣源熱泵等相關衍生技術成果也已初步實現產業化。

圖：兆瓦級超臨界二氧化碳發電機組（來自中科院工程熱物理研究所）

目前，世界上主要發電技術，除少數風能、光伏等技術之外，絕大多數都要利用水這個工質，即使聲名赫赫的核能發電也不例外。發電的基本原理就是，煤炭、天然氣、核能等產生的熱量，把水加熱成高溫高壓的水蒸氣，再推動發電機組產生電能。

而現在，隨著超臨界二氧化碳發電技術的出現，用來轉換熱能到機械能的媒介，不再是水，而是二氧化碳。借助熱源的幫助，將常溫的高壓二氧化碳加熱到600℃之后，通過透平機將熱量轉變成發電機需要的機械能。處于超臨界狀態下的二氧化碳將會同時保留液體和氣體的兩種狀態優勢，因此這個能量轉化過程更為高效。

與傳統的蒸汽輪機相比，這套裝置體量小了不少。工作人員介紹，二氧化碳在超臨界狀態下能量密度高，同樣功率的機組需要的體積更小，其核心部件如透平機，同功率下體積只有蒸汽輪機的二十分之一，結構非常緊湊，適合小型化發電機組。同時，這套發電機組還具有效率高的特點。在同等條件下，采用超臨界二氧化碳的機組發電效率可提高5%至10%，經濟效益顯著。

該項目竣工并調試運行，標志著這一世界級科技成果已進入產業化前端，為我國發電領域節能降碳探索出了有效路徑，將對我市打造創新創業的活力新衡水、加速先進制造產業集聚、打造京津冀科技創新和成果轉化戰略高地產生重要推動作用。該技術未來可進一步應用于高效光熱、核電、艦船動力等領域，前景廣闊，將為我國構建以新能源為主體的新型電力系統、實現碳達峰碳中和作出更大貢獻。

注：本文轉自衡水日報。