在提倡減碳、降碳的今天，二氧化碳又有了新用途，取代水蒸氣來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。12月8日，我國(guó)自主研發(fā)的世界參數(shù)最高、容量最大的超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電試驗(yàn)機(jī)組完成72小時(shí)試運(yùn)行，在西安華能試驗(yàn)基地正式投運(yùn)。
該機(jī)組由中國(guó)華能集團(tuán)自主研發(fā)制造，攻克了近千項(xiàng)技術(shù)難題，申請(qǐng)專(zhuān)利超過(guò)400項(xiàng)。它的成功投運(yùn)，不僅可以提升火力發(fā)電效率，還可以作為調(diào)峰電源，促進(jìn)風(fēng)電、光伏發(fā)電等清潔能源的消納利用，也驗(yàn)證了超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電技術(shù)工業(yè)運(yùn)行的可行性，標(biāo)志著我國(guó)在超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域已處于世界領(lǐng)先水平。
華北電力大學(xué)校長(zhǎng) 中國(guó)工程物理學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng) 楊勇平：二氧化碳循環(huán)發(fā)電在世界上屬于前沿領(lǐng)域。它的靈活性好，可以快速啟停，快速變負(fù)荷，這對(duì)于我們消納新能源是非常有利的。
循環(huán)利用二氧化碳驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，與傳統(tǒng)蒸汽發(fā)電相比具有三大優(yōu)勢(shì)。
華能西安熱工研究院董事長(zhǎng) 蘇立新：
一是體積小，同等裝機(jī)容量，二氧化碳發(fā)電機(jī)組體積只有蒸汽機(jī)組的1/25；
二是效率高，在600℃溫度下，發(fā)電效率比蒸汽機(jī)組高3至5個(gè)百分點(diǎn)；
三是污染小，采用二氧化碳機(jī)組的燃煤電廠(chǎng)，單位發(fā)電量碳排放強(qiáng)度可減少10%。
據(jù)中國(guó)華能介紹，超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電技術(shù)是熱力發(fā)電領(lǐng)域一項(xiàng)重要的變革性技術(shù)。近年來(lái)，美國(guó)、法國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)家的頂級(jí)研發(fā)機(jī)構(gòu)和電力企業(yè)紛紛圍繞該技術(shù)開(kāi)展了一系列基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化布局。不同于傳統(tǒng)主流熱力發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)以二氧化碳為循環(huán)工質(zhì)，具有熱電轉(zhuǎn)換效率高、動(dòng)力設(shè)備和系統(tǒng)體積小、靈活性好等顯著優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)在主氣溫度600℃的條件下，熱電轉(zhuǎn)換效率較蒸汽機(jī)組提升3～5個(gè)百分點(diǎn)；相同裝機(jī)容量時(shí)，透平主軸長(zhǎng)度只有蒸汽輪機(jī)的1/25；可實(shí)現(xiàn)0～100%全負(fù)荷調(diào)峰。
中國(guó)華能于2014年啟動(dòng)該技術(shù)前期研究，依托西安熱工院牽頭組建創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合國(guó)內(nèi)頂級(jí)高等院校、科研院所等開(kāi)展集智攻關(guān)，歷時(shí)7年，成功攻克了循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)建、核心設(shè)備設(shè)計(jì)、機(jī)組制造安裝、整套啟動(dòng)運(yùn)行等多個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)難題，自主設(shè)計(jì)制造出包括超臨界二氧化碳鍋爐、印刷電路板式換熱器、透平、壓縮機(jī)、干氣密封在內(nèi)的多個(gè)關(guān)鍵裝置，核心設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到100%。
試驗(yàn)機(jī)組72小時(shí)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行期間，最高溫度600℃，最高壓力20兆帕，發(fā)電功率5兆瓦，系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)安全穩(wěn)定運(yùn)行。中國(guó)華能表示，下一階段將推動(dòng)超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電技術(shù)在高效光熱、電熱儲(chǔ)能、先進(jìn)核電和靈活火電等領(lǐng)域的研發(fā)與應(yīng)用，并計(jì)劃建50兆瓦超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電商業(yè)示范電站。
