中國CO₂發電機投入運營,顛覆140年發電方式

圖為(wei) 二氧化碳超臨(lin) 界透平

    隨著中國最新式的二氧化碳發電機正式投入運營，中國在發電領域上又一次領跑全球，因為(wei) 使用二氧化碳作為(wei) 工質這種發電方式顛覆了140年以來通過加熱水和氫氣並驅動渦輪機的發電方式，圈個(ge) 有用：超臨(lin) 界，就是流體(ti) 承受的壓力和溫度超過臨(lin) 界溫度時的狀況，很顯然中國的二氧化碳超臨(lin) 界發電技術這一發明，或將改變未來所有基於(yu) 熱機體(ti) 係的所有發電係統。

    在去年12月，中國華能集團對外公開了一個消息：中國自行研發的******型超臨界二氧化碳循環發電機組成功完成了72小時的試運行，並開始進入正式運行狀態，這款滿負荷運行時最高機體溫度高達600℃的發電機可以提供******5兆瓦的發電功率，並在發電機組進入最高負荷狀態時，所有指標均符合安全標準，因此，華能集團確認這款超臨界二氧化碳發電機可以被對外推廣。

    相比使用高壓水蒸氣和氫氣驅動的大型渦輪機發電係統，超臨界二氧化碳循環發電機有著以下一係列的優點：首先，二氧化碳相對於高溫水，又或者是水蒸氣而言，是相對惰性的，它對整個循環係統材料的腐蝕性非常低，因此，隻要考慮金屬疲勞和設備故障問題，超臨界二氧化碳循環係統實際上是非常好維護的，其次，超臨界二氧化碳非常稠密，這意味著隻需要一個小型渦輪機就能有效利用二氧化碳的力量，而無須使用巨型渦輪機應對高速膨脹的水蒸氣。

    而且，二氧化碳是目前人類能夠找到的，最容易進入氣相與液相超臨界狀態的常見物質，盡管超飽和水蒸氣也同樣可以通過被加壓的方式進入超臨界狀態，但想要讓軟水維持超臨界狀態所需要的溫度和壓力遠高於二氧化碳，再加上超臨界水對管道材料和渦輪機的腐蝕性更強，因此，想要大規模推廣超臨界水工質渦輪循環發電係統的難度，實際上要比推廣超臨界二氧化碳循環係統的難度要高得多。

    如果使用超臨界二氧化碳循環係統取代現有以水作為工質的熱循環發電機組，這不僅意味著發電機組體型的大幅度降低，還將能有效提升發電機組的啟動效能和循環效率，這將能讓現今的天然氣火電係統、核電係統、地熱發電係統、聚焦式太陽能發電係統和核動力船艦的動力效能得到大幅度的提升，尤其是超臨界二氧化碳循環發電機組自身相對於常規蒸氣發電機組而言相對極小的體型和結構通用性，這將能讓包括核動力潛艇、核動力航空母艦在內一係列的先進軍事船隻獲得相當巨大的好處。

    難怪超臨界二氧化碳循環發電體係能被稱作是中國能源史上的重大革新，因為這一發電機組，不僅顛覆了140年以來基於加熱水，並通過水蒸氣循環做功驅動渦輪機發電的方式，還大大提升了該類熱機的運行效能，難怪就連外國，也會對二氧化碳超臨界發電係統如此重視。