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“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(xun)環(huan)發(fa)電(dian)技(ji)術是熱(re)力(li)發(fa)電(dian)領域(yu)一項重要的變(bian)(bian)革性技(ji)術，或將徹底改變(bian)(bian)人類傳統熱(re)力(li)發(fa)電(dian)方式，讓發(fa)電(dian)變(bian)(bian)得更加清潔、高效。目前(qian)，美國(guo)、日(ri)本(ben)、法國(guo)、德(de)國(guo)等國(guo)家(jia)均在全(quan)力(li)研(yan)發(fa)，我國(guo)此項技(ji)術研(yan)發(fa)進展處(chu)于世(shi)界領先(xian)地位。

中(zhong)(zhong)科(ke)衡(heng)發(fa)(fa)兆瓦級超臨(lin)界(jie)二(er)氧化(hua)(hua)碳發(fa)(fa)電示(shi)范機組由衡(heng)水高新區與中(zhong)(zhong)科(ke)院工程熱物理研究(jiu)所于2017年(nian)(nian)(nian)合作共建，投資4000萬(wan)元，核(he)心技(ji)(ji)術完全自主(zhu)研發(fa)(fa)。中(zhong)(zhong)科(ke)衡(heng)發(fa)(fa)項目團隊自入(ru)駐以來，堅持刻苦攻關，2018年(nian)(nian)(nian)成(cheng)(cheng)功研制(zhi)并裝配國內(nei)首臺(tai)兆瓦級超臨(lin)界(jie)二(er)氧化(hua)(hua)碳壓縮機，2019年(nian)(nian)(nian)建成(cheng)(cheng)國內(nei)唯(wei)一(yi)的兆瓦級超臨(lin)界(jie)二(er)氧化(hua)(hua)碳流體機械通用測試平臺(tai)，2021年(nian)(nian)(nian)超臨(lin)界(jie)二(er)氧化(hua)(hua)碳發(fa)(fa)電示(shi)范機組順利(li)竣工并交(jiao)付使用。印(yin)刷電路板換熱器設(she)計和增材制(zhi)造技(ji)(ji)術、空氣源熱泵等相關衍(yan)生技(ji)(ji)術成(cheng)(cheng)果也已初步實現產業化(hua)(hua)。

圖：兆瓦級超臨(lin)界(jie)二氧化碳發電機組（來自中(zhong)科院工程熱(re)物理研究(jiu)所）

目(mu)前(qian)，世界上主要發電(dian)技(ji)術，除少(shao)數(shu)風(feng)能、光伏等(deng)(deng)技(ji)術之(zhi)外(wai)，絕(jue)大多數(shu)都要利用水(shui)這個(ge)工質，即使(shi)聲名(ming)赫赫的(de)核能發電(dian)也不例外(wai)。發電(dian)的(de)基(ji)本原理就是，煤炭、天(tian)然氣、核能等(deng)(deng)產生的(de)熱量，把水(shui)加(jia)熱成(cheng)高(gao)溫(wen)高(gao)壓的(de)水(shui)蒸氣，再推動發電(dian)機組(zu)產生電(dian)能。

而(er)現(xian)在，隨著超臨界二(er)氧化(hua)碳(tan)發(fa)電(dian)(dian)技術的(de)(de)出現(xian)，用來轉(zhuan)換(huan)熱(re)能(neng)(neng)到機械能(neng)(neng)的(de)(de)媒介，不(bu)再是水，而(er)是二(er)氧化(hua)碳(tan)。借助(zhu)熱(re)源的(de)(de)幫助(zhu)，將常溫的(de)(de)高壓二(er)氧化(hua)碳(tan)加(jia)熱(re)到600℃之后，通過透平機將熱(re)量轉(zhuan)變成(cheng)發(fa)電(dian)(dian)機需要的(de)(de)機械能(neng)(neng)。處于超臨界狀態下的(de)(de)二(er)氧化(hua)碳(tan)將會同時(shi)保留液體和氣體的(de)(de)兩(liang)種狀態優勢，因(yin)此(ci)這個能(neng)(neng)量轉(zhuan)化(hua)過程更為高效。

與傳統(tong)的蒸汽輪(lun)機(ji)相比，這套(tao)裝置體量(liang)小(xiao)(xiao)了(le)不少(shao)。工作人(ren)員(yuan)介紹，二(er)氧化(hua)碳在超(chao)臨界(jie)狀態下(xia)(xia)能量(liang)密(mi)度高(gao)，同樣功(gong)率(lv)(lv)的機(ji)組需要的體積更(geng)小(xiao)(xiao)，其核心部件如透平機(ji)，同功(gong)率(lv)(lv)下(xia)(xia)體積只有蒸汽輪(lun)機(ji)的二(er)十(shi)分之一(yi)，結(jie)構(gou)非(fei)常緊(jin)湊，適合小(xiao)(xiao)型(xing)化(hua)發電機(ji)組。同時(shi)，這套(tao)發電機(ji)組還具有效(xiao)率(lv)(lv)高(gao)的特點。在同等(deng)條(tiao)件下(xia)(xia)，采用超(chao)臨界(jie)二(er)氧化(hua)碳的機(ji)組發電效(xiao)率(lv)(lv)可提高(gao)5%至(zhi)10%，經濟效(xiao)益顯(xian)著。

該項目(mu)竣工并調(diao)試運行(xing)，標志著這一世界級(ji)科技成果(guo)已(yi)進入產業(ye)化(hua)前(qian)(qian)端，為(wei)(wei)我國發電領域(yu)節能(neng)降碳探索出(chu)了有效路徑，將對(dui)我市打造創(chuang)新(xin)創(chuang)業(ye)的(de)(de)活力新(xin)衡水、加速先進制造產業(ye)集(ji)聚、打造京津冀科技創(chuang)新(xin)和(he)成果(guo)轉化(hua)戰略高地產生重(zhong)要推動作用。該技術未(wei)來可進一步應(ying)用于高效光(guang)熱、核電、艦船動力等領域(yu)，前(qian)(qian)景廣闊(kuo)，將為(wei)(wei)我國構(gou)建以新(xin)能(neng)源為(wei)(wei)主體的(de)(de)新(xin)型電力系(xi)統(tong)、實(shi)現碳達(da)峰碳中和(he)作出(chu)更大貢獻。

注：本文轉自衡水日報。