在提倡减碳降碳的今天，二氧化碳又有了新用途，替代水蒸汽来驱动发电机发电。12月8日，我国自主研发建造的国内首座大型（5MW）二氧化碳（CO₂）循环发电试验机组，完成72小时试运行，在西安华能试验基地正式投运。
据了解，试验机组72小时满负荷运行期间，最高温度600℃，最高压力20兆帕，发电功率5兆瓦，系统各项指标全面达到设计要求，实现高标准安全稳定运行。
视频来源：央视网
刚刚投运的二氧化碳循环发电试验机组，看上去比传统的水蒸汽机组体积少了很多，但它身体里流动的不再是水和蒸汽，而是二氧化碳。
华能西安热工研究院董事长苏立新表示：循环利用二氧化碳驱动发电机发电，与传统蒸汽发电相比具有三大优势：一是体积小，同等发电量的装机容量，二氧化碳发电机组只有蒸汽机组1/25；二是效率高，在600℃时，发电效率比蒸汽机组提高3至5个百分点；三是污染小，采用二氧化碳发电机组的燃煤电厂，单位发电量碳排放强度可减少10%。
2014年，华能在没有任何相关借鉴技术和经验的基础上，启动该技术前期研究，依托西安热工院牵头组建创新团队，联合国内顶级高等院校、科研院所、设计单位、制造企业和工程建设单位等创新链、产业链上下游30余家机构开展集智攻关，历时7年，成功攻克了循环系统构建、核心设备设计、机组制造安装、整套启动运行等多个环节的关键科学技术难题，自主设计制造出包括超临界二氧化碳锅炉、印刷电路板换热器、透平、压缩机、干气密封在内的多个关键装置，核心设备国产化率达到100%，申请专利超过400项。
它的成功投运不仅可以提升火力发电效率，还可以作为调峰电源促进风电、光伏发电等清洁能源的消纳利用。
华北电力大学校长、中国工程热物理学会副理事长杨勇平表示：二氧化碳循环发电在世界上是属于前沿的领域；灵活性好，可以快速的启停，快速的变负荷，对于消纳新能源是非常有利的。
专家介绍，未来二氧化碳循环发电技术还将进一步应用于灵活火电、高效光热、核电、储能等领域，为推动构建以新能源为主体的新型电力系统提供技术支撑。
在太阳能热发电领域，超临界二氧化碳太阳能热发电技术被认为是下一代的太阳能热发电技术，对于降低太阳能热发电成本具有显著作用，受到了广泛重视。美国和欧盟等均投入了大量资金对该技术进行研发示范；我国于2019年启动了国家重点研发计划“超临界CO₂太阳能热发电关键基础问题研究”项目，由太阳能光热联盟理事长单位——中科院电工所牵头，共18家项目参与单位将对超临界CO₂太阳能热发电的聚光/集热/储热/发电部分关键器件及系统集成理论和方法进行研究。其中，西安热工研究院承担了“超临界CO₂透平压缩机高效动力转换特性研究”课题。华能西安热工院研制的大型超临界二氧化碳循环发电机组的投运，将对项目的实施以及未来技术的进一步发展起到极大的促进作用。
中国华能集团有限公司负责人表示，该机组发电功率为5MW，其成功投运验证了超临界二氧化碳循环发电技术工业运行的可行性，有望彻底改变传统热力发电技术140多年来以水蒸汽为主流工质的发电方式，标志着我国在超临界二氧化碳循环发电技术领域已处于世界领先水平，为进一步提升能源利用效率、实现“双碳”目标提供了重要路径。
下一阶段，中国华能集团有限公司将积极推动超临界二氧化碳循环发电技术在高效光热、电热储能、先进核电和灵活火电等领域的研发与应用，计划在“十四五”期间建成50兆瓦超临界二氧化碳循环发电商业示范电站，为我国继续保持热力发电领域技术全球领跑，加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系贡献更大力量。
超临界二氧化碳循环发电技术创新联合体成立
同期，西安热工院牵头成立了“超临界二氧化碳循环发电技术创新联合体”，旨在为我国继续引领世界热力发电技术发展，提供科技创新高地、成果转化平台和体制机制保障。
该创新联合体由清华大学、西安交通大学、中国原子能科学研究院、中国科学院电工研究所、哈尔滨锅炉厂、华北电力大学、天津大学、浙江大学、电力规划设计总院、中电工程西北院、山东电建三公司、高晟光热、首航高科、兰石换热等40家高校、科研院所和龙头企业组成。
联合体成员将加快推进超临界二氧化碳循环发电技术研发、应用及标准化工作，努力取得一批原创性、引领性重大科技成果，助力我国加快实现高水平科技自立自强。
资料来源：央视网，中国华能
