在贵州六盘水的首钢水钢集团厂区内，一座全球领先的发电装置正悄然改变着钢铁行业的能源利用格局。由济钢集团主导建设的全球首台商用超临界二氧化碳发电机组，已成功实现商业化运营，标志着我国在高效余热发电领域取得重大突破。这项被命名为"超碳一号"的技术，将钢铁生产过程中大量散失的余热转化为清洁电力，开创了工业余热利用的新范式。
传统钢铁企业的余热发电系统普遍采用水蒸气作为介质，通过"烧开水"的方式产生蒸汽推动涡轮机发电。但这种技术存在明显缺陷：设备体积庞大、热效率低下，且对热源温度要求苛刻。济钢集团国际工程公司项目经理李军卫介绍，新研发的超临界二氧化碳发电技术，通过将二氧化碳加压至7.38兆帕、升温至31℃以上，使其进入超临界状态——这种既非气体也非液体的特殊形态，具有惊人的能量传输效率。实验数据显示，该技术可使净发电量提升50%以上，同时将水耗降低至传统系统的半数以下。
这项革命性技术的落地并非一帆风顺。2021年，在钢铁主业关停后转型发展的济钢集团，敏锐捕捉到中核动力研究院的前沿研究成果。尽管面临全球无先例可循、3亿元投资风险、从实验室到工业场景的转化难题等重重挑战，技术团队仍凭借在钢铁行业积累的深厚经验，创新性地将超临界二氧化碳发电与钢铁余热场景深度融合。经过23个月的持续攻关，项目团队与中核动力研究院、水钢集团形成技术联盟，成功攻克了88项关键技术难题，优化了85项工艺参数，最终在2023年底完成设备安装调试。
今年11月的并网测试数据印证了技术突破的价值：两台15兆瓦发电机组满负荷运行时，每吨烧结矿可产生21度电，较行业平均水平提升55%。按水钢集团年产能计算，这套系统每年可发电1.2亿度，相当于一座中型水电站的发电量，较传统蒸汽发电系统多产出4000万度清洁电力。更令人瞩目的是，该系统展现出极强的环境适应性，能够高效利用300℃至600℃的中低温余热，彻底突破了传统技术对高温热源的依赖。
在首钢水钢集团的发电控制室内，实时监测屏幕显示着各项运行参数。总经理助理胡志祥指着跳动的数字感慨："这套系统就像给钢铁厂装上了'能量回收器'，过去白白散失的热量现在变成了真金白银。"据测算，项目每年为企业节约能源成本数千万元，同时减少二氧化碳排放约8万吨。这种"零消耗"的发电模式，为钢铁行业节能减排提供了全新解决方案。
作为济钢集团战略转型的标杆项目，"超碳一号"的工程化实践创造了多项纪录。项目团队在实施过程中累计解决200余项技术问题，形成的工程化经验已开始向水泥、玻璃、化工等高耗能行业推广。这项突破不仅解决了中小功率规模、中高温热源高效利用的世界性难题，更为我国工业领域碳达峰目标提供了关键技术支撑。随着技术成熟度的提升，超临界二氧化碳发电有望在分布式能源、地热利用、舰船动力等领域展现更广阔的应用前景。
