前不久，在贵州六盘水首钢水城钢铁集团厂区内，“超碳一号”全球示范工程第二台机组成功实现并网发电，这标志着全球首个超临界二氧化碳余热发电技术示范工程全面建成。
二氧化碳是如何发电的？回答这个问题前，我们可以先回顾水蒸气发电的原理。蒸汽发电技术是现代火力发电厂和核电厂的主要发电方式，其原理是通过水蒸气推动汽轮机转动带动发电机产生电能，也就是人们常说的“花式烧开水”。
这一方式已有140余年的历史。然而，水蒸气发电效率较低，且工作系统复杂。科学界一直在寻找比水蒸气更高效的发电工质。
中核集团首席科学家、“超碳一号”总设计师黄彦平介绍，超临界是物质的一种特殊状态，介于气态和液态之间。当工作压力超过73个大气压，工作温度超过31摄氏度后，二氧化碳就进入了超临界态，肉眼看上去“雾蒙蒙”的，仿若混沌一片。
超临界二氧化碳发电技术就是用超临界状态下的二氧化碳作为能量传递和热功转换工质，替代传统蒸汽发电机组中的水蒸气，实现从热能到电能的转换。
超临界二氧化碳被誉为替代传统水蒸气的“天选之子”。因为它像液体一样密度高，做功能力强，又像气体一样黏度低，流动阻力小。以它作为循环工质发电，能够极大程度提高发电效率，缩小设备体积。
数据显示，与传统的蒸汽余热发电机组相比，“超碳一号”机组设备占地面积缩减一半，发电效率提升85%以上，年发电量增长50%以上，将为发电企业带来实实在在的效益提升。
（科技日报记者 吴叶凡）
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