拿二氧化碳发电的想法并非新点子，可我们依然是走了无数的荆棘路后，最终才找到了二氧化碳循环发电机组这个答案。

二氧化碳发电技术不只是我国在入场投资，强如美国，也毅然选择掷上亿美元在该领域押宝。

碳中和是世界各国的美好期望，与其说二氧化碳循环发电机组是应运而生，不如说它是因环境倒逼而出现的。

多年磨一剑

高新技术家家有，我国自然也不能缺席。电力能源作为架构起现代生活的基础，其重要性可想而知。事到如今，我国为了保证建立起更多发电方式，甚至都打起了二氧化碳的主意。

如何高效低碳发电，一直是我们在研究的课题，时至今日，我们也终于在该领域获得了突破性进展。就在今年8月22日，超临界二氧化碳太阳能热发电的关键理论，顺利通过了相关部门的绩效评价。

与此同时，我国首座超临界二氧化碳光热发电机组，也正式宣告研发成功。当下，该设施经过专业评定后，已经被认定为了是有推广价值的实用性设备。

而就是这么一件看似平平无奇的发电设备，其中的零部件却半点不一般。

根据已知的信息，这款发电机组的研制成功，其实也就表明了至少我国在高焦比聚光场、高速电机、颗粒吸热器等方面的研发成果也是非常喜人的。

不过，此刻的成功可不是一蹴而就的，相关研发人员就公开表示过，这一项目自启动至今已经走过了至少五个年头。

期间，他们还在高温吸热器设计理论及方法上实现了创新。此外，高密度能量测量方法也被吃透了至少两种，储热换热装置也足足研制出了三套有余。

别看这次我国并没有大肆对该发电机组进行宣扬，但这款设备之下代表的几乎就是我们在这一领域最前沿的科技水平了。

当然了，虽然我们这次取得的成绩喜人，但却不是我国展露出对二氧化碳发电技术的兴趣后的首次成就。早在2021年年末，我国便对超临界二氧化碳循环发电试验机组进行了投运。

据悉，该机组当时的发电功率已经达到了5兆瓦，可承载的温度极限为600℃，承载压力的限度则是20兆帕，该款设备也是当年全球已知容量最大的同类型机组。

当时这款设备能从理论走向实践，可是花费了研究人员整整七年的研究心血。但好在付出与回报是成正比的，虽然此番研究时间很久，但新机组的透平主轴长度，却能保持在蒸汽轮机25分之一的水准。

与此同时，由于这种发电技术依靠的循环工质是二氧化碳，所以热电转换效率的表现，也要比传统发电技术更加优越，经过严密计算，600℃下运行下的超临界二氧化碳循环发电技术，能比蒸汽机组的热电转换效率高出3%-5%。

目前，我们不仅针对整体技术申请了专利，其他类似于超临界二氧化碳锅炉、印刷电路板式换热器、压缩机的关键装置，我们也同样申请了多达400多项的专利。

以前别人可能还要嘲笑我们，在高新领域的科技创新徒有其表，但如今，该项技术核心设备国产化率达到满值的现实，已经证明我们不仅已经追上了其他国家发展的脚步，当下甚至有持平甚至反超的可能。

各大科技强国都在研发二氧化碳发电

二氧化碳和发电技术都好理解，但组合在一起又该怎么解释呢？其实，二氧化碳发电技术分析起来并没有想象中的那么困难，大部分人都能够轻易了解其中的运作原理。

咱们首先得明白一点，不管是火电还是核电核裂变，说到底都是在烧开水，它们皆是通过使用巨大能量让水分充分转为水蒸气，之后再让水蒸气推动蒸汽轮机运作，最终才能够顺利的发出电能。

而超临界二氧化碳循环发电系统，就是把做功用的水蒸气，给换成了特殊态下的二氧化碳。

一般来说，二氧化碳就是看不见摸不着的气体，可是通过热膨胀与抬升压力，便能把二氧化碳稳定在一种特殊的临界点状态，此时其不是气体也不是液体，而是超临界流体。

这种状态下的二氧化碳不仅能兼具气体、液体的特性，同时还具有很良好的流动性与传热和溶解性能。相比于其他发电技术，超临界二氧化碳发电技术要更加无害，更不容易发生爆炸，甚至造价成本也要低上许多。

因此，世界各国也都对超临界二氧化碳发电技术发起了猛攻，早在2020年时，美国便在该领域投入了1.12亿美元，旨在研发出世界首座该类型机组电站。

当时仅设备厂房的造价都已经达到了1200万美元，占地面积更是高达2万平方米，后来还是等到2023年11月，10兆瓦“超临界变革性发电”设备才真正完工。

这款产自美国的超临界二氧化碳动力循环，也是当今世界上该领域最大的技术示范设施之一。美国通过自身较高的技术积累，完美的将发电效率提高10%，设备尺寸也是比普通发电机组要小上10%左右。

只不过，虽然美国所图甚大，但他们也并没有完成在该领域实现技术主导权的目标。现如今，至少法日韩等国，都在力求在二氧化碳发电领域实现突破。

不甘落于人后的我国，也是充分发挥了自家的优势，把相关的研发机构与国内高校进行了结合，此番一同从事该领域研究的高校与机构就包括但不限于西安热工院、清华、中国原子能科学研究院。

也许国外的技术沉淀要比我国的更深厚，但在资源调动方面，诸多所谓民主的国家是根本没办法与我们相媲美的，要不然，我们也不能在5-7年时间，就实现从理论到时间的大跨步突破。

目前，相关的技术成果，缺乏全球性标准以及制度规定，可以说，哪个国家能够比别的国家快一步，之后就有可能成为直接该领域规则的制定者，对此，我们当然要争一争了。

二氧化碳发电技术兼顾成本与环保

二氧化碳发电技术能走起来，其实不只是因为自身优点众多，各国对绿色能源的追求态度，以及光热发电成本的居高不下，其实都是推波助澜的重要因素。

截至2023年末，我国的光热大项目就有近30个正在开工，总体算下来，我国每年的光热发电新增开工程度基本都来到了300万千瓦左右。

可就是光热发电技术如此成熟的我们，也依然难以降低成本费用。

当下，我国新建光热电站的度电成本为0.7-1元每千瓦时，而影响其费用的主要原因就是电站的聚光吸热以及储换热系统。二者共同构成了光热电站成本的77%。

可以说要不是我国在该领域的补贴政策比较给力，咱们的光热发电也不会这么快就走起来。

而我们之所以不愿意放弃光热发电项目，其实也是看中了它的环保效益。就以我国的中广核德令哈电站来说，在其运营期间每年便可以减少10万吨碳排放，相当于直接种下了4200亩的树林。

另外在一定程度上，光热发电站还可以保证设备所在地的水土不易流失，同时这些太阳能热发电镜场还能减少地面与太阳光的直接接触，给予植物更适宜的生存空间。

谁也不敢妄言，光热发电技术在未来就一定不能与种植业相结合，但这些都是后话了，至少在今天还是难以实现的。

然而，在光热发电不好再进一步的时候，二氧化碳发电技术却实现了弯道超车。我们环保的意义，不就是为了减少全球二氧化碳的含量吗？如今我国在技术上突破，其实就是在对二氧化碳进行直接利用。

我国可是一直都有着2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和的发展目标。如果咱们能够稳定保持对二氧化碳发电技术的研发态势，这两个数字再往前提一提想必也不是没有可能的。

当下，欧美国家其实与我国也是同一个想法，今年的欧盟委员会甚至拨出了总计370亿人民币，用以帮助18个国家开设超80个净零项目。

这些涉及可再生能源、能源存储、工业碳管理等众多领域的环保项目，说到底其实还是为了实现净零排放，为了提高环保效益。

这种想法就连美国也是十分重视的，早在2021年，美国政府便签署了一大批法令，意在2050年实现净零排放。他们能不能实现这回事暂且不论，至少减少碳排放就是当今世界的环保主题。

我国虽然不至于起到提纲挈领的作用，但怎么样也不是能拖后腿的，毕竟绿水青山就是金山银山。

也许碳中和的目标期望，并不能只通过二氧化碳发电技术来实现，但在实现零排放的这条道路上，二氧化碳发电技术依然能够成为最有力的主导力量。

信息来源：

百度百科

科技日报2024-08-23首座超临界二氧化碳光热发电机组研制成功

中国能源报2023-11-13光热发电亟需建立成本传导机制

人民日报2024-04-28落实“双碳”行动 建设美丽中国