在中國貴州省六盤水市的山區,首鋼水城鋼鐵公司成功啟動了全球首套商業化規模的超臨界二氧化碳(sCO2)發電單元,命名為「超碳一號」。該專案由中國核動力研究設計院等單位研發,利用二氧化碳作為循環介質,構建出一種新型發電系統,旨在提升能源轉換效率並降低工業碳排放,這項技術的突破挑戰了長達一個世紀以來主要依賴水蒸氣驅動渦輪發電機的傳統模式。
「超探一號」的核心原理是利用二氧化碳在溫度超過31°C、壓力達到7.38 兆帕(MPa)時進入的「超臨界狀態」。在此狀態下,流體兼具氣體的高流動性與液體的高密度特性,使其能以極高效率帶動渦輪旋轉。根據專案數據顯示,相較於傳統的水蒸氣循環系統,sCO2 技術在特定條件下的發電效率可提升85%以上,且設備體積可縮減一半。該系統與鋼鐵廠製程高度整合,回收原本會排放到大氣中的工業廢熱,並將其轉化為電力,預計每年可產生超過 7000 萬度(kWh)的電量。
此技術對鋼鐵等重工業具有深遠意義:首先,它解決了傳統發電效率瓶頸,潛在發電效率可望由35%至40%提升至50%到60%;其次,sCO2 系統在運作過程中幾乎不消耗水資源,對於缺水地區的工業發展極具價值;最後,該系統能有效回收鋼鐵、水泥及化學工業中的中高溫廢熱。根據評估,若此技術能推廣至全中國鋼鐵產業,每年節省的燃煤量將等同於一座大型煤礦的產出,並可減少超過 1280 萬噸的碳排放,將 CO2 從工業廢物轉化為精進低碳工業體系的關鍵工具。