这里是位于贵州六盘水的首钢水城钢铁厂 2×15 兆瓦烧结余热发电机组,从外在看,与其他烧结余热发电机组并无太大差异,骨子上却有一丈差九尺,它初度取舍超临界二氧化碳动作热力轮回介质完毕高效发电,是全球首台商用超临界二氧化碳发电机组,被定名为"超碳一号"示范工程。
黄彦平:咱们是海外上唯独能把机组作念到满发恒久贯通可靠运行的团队,"超碳一号"亦然全球第一次,大约把它工业化商运的团队。
记者:特等别东谈主若干?
黄彦平:明确的是五年。
黄彦平:超临界二氧化碳发电时候,是当今 21 世纪发电时候的最前沿。若是咱们处于特等地位,中国大约把超临界二氧化碳发电时候,一直保合手在特等地位。
咫尺,在工业余热发电、火力发电,包括核电等传统发电规模,主流时候是蒸汽机发电,取舍水动作热力轮回介质,把水烧成蒸汽后推动汽轮机发电。而超临界二氧化碳发电时候是将烧滚水改为烧超临界二氧化碳,对超临界二氧化碳加温加压,推动涡轮机发电。
黄彦平:这个图基本上便是,当今咱们所有这个词作念能源构型的构图。
记者:从哪运行?
黄彦平:一般便是热源,在"超碳一号"里头,它便是烟气换热器。
黄彦平:便是余热,二氧化碳在管子内部走,它在管子外头加热,把二氧化碳加热就好了。
记者:二氧化碳从哪到哪?
黄彦平:二氧化碳从加热到吸热,进了透平机,它就开释了能量,推动涡轮天真掸之后带电机发电。
超临界二氧化碳发电时候具有后果高、体积小、反应快、节能环保等颠覆性上风。以"超碳一号"示范工程为例,教训方位仅占原蒸汽发电机组的一半,但发电后果普及 85% 以上,净发电量普及 50% 以上。诸多上风,加上大约打破传统发电时候的场景局限,这项全新的发电时候在传统发电、新能源储能,以及有异常条件的发电规模有着闲居的愚弄出路。
黄彦平与超临界二氧化碳发电时候结缘始于 2009 年,在一次专题研讨会上,他收到了我国核能源规模资深行家孙玉发院士托东谈主递来的一张手写的纸条,提到超临界二氧化碳发电时候具有斟酌后劲,不错长远探索。其时,动作中国核能源斟酌设想院中枢科研带头东谈主,黄彦平主攻第四代核电时候超临界水冷堆的斟酌。
谢全国范围内,超临界二氧化碳发电的表面基础酿成于 20 世纪中后期。21 世纪初,跟着能源后果普及的要紧需求,该时候构思才迟缓聚焦于发电愚弄。在黄彦平率领团队入辖下手斟酌超临界二氧化碳发电时候的时候,这个时候的工程化照旧一派空缺。
黄彦平:我前边花了三年的时候。我深度斟酌过,它从热能能源基础表面来讲,确定是走得通的。第一个是换热时候,这个换热时候不攻克,不作念这种大型的换热装备,这型能源是走不下去的。
超临界二氧化碳发电时候虽上风显贵,但也存在中枢短板,那便是系统的回热量大,但二氧化碳换热才能差,仅为水的 1/3 傍边,要思完毕高效发电,必须确保有富有的换热面积。为此,研制一款具有超大换热面积,同期骄矜耐压、耐腐蚀等多紧条件的换热器成为要道,而研制这种新式的换热器,必须依靠一种真空扩散焊机,开始,团队找遍了国内厂家,莫得一家大约造出来。
黄彦平:2016 年为了快速鼓动旨趣机的落地,咱们也去采购过,在英国买了一台教训追念,仅仅用他的扩散焊机给我焊一个教训,超贵,可是从那以后,别东谈主就告诉我,再莫得教训卖给你了。那一次刺激到咱们了,咱们团队说奈何办,唯有我方干。其后咱们在西工大找到一个丰足,材料的焊合行家,我说我要焊这样个东西,用这样一个旨趣作念不作念得出来,他说表面上讲是作念得出来的。我还口舌常感谢早期跟我协作的这些行家,咱们王人但愿,国内有更多的团队来共同斥地,像这种新时候干的东谈主越多越好。
黄彦平:因为这个时候,可能在许多场景王人不错用,假如说这项时候有许多东谈主王人在干,可能有一个灵敏东谈主,思到一个高着,他也会驱动这个时候往前发展的,是以说得最肤浅点,叫抱团取暖。因为东谈主多了,这个时候全球认可度就高了,就不会像 2013 年我说超临界二氧化碳发电,别东谈主说你是精神病,二氧化碳未便是排放气体吗?奈何可能让你发电,这很肤浅,至少没东谈主质疑我这个问题了,阿谁东西是真不错发电,果然海外的前沿。
历时 7 年,在有限的科研经费守旧下,黄彦平率领团队完成了基础表面斟酌和磨练平台的搭建,2016 年超临界二氧化碳发电时候参加施行室测试阶段。
2019 岁首,超临界二氧化碳发电时候参加最为要道的施行室小限制发电考证阶段,接连不停的失败,让黄彦平资历了他科研糊口最为煎熬的一段时光。
黄彦平:很可能前边砸的许多钱王人蹧跶了,是以其时我压力止境大,头发白成这样,基本上是这件事情折腾的。背面,我王人照旧有点扛不住,嗅觉好像前功尽弃了,前边折腾这七八年王人莫得但愿了。
让黄彦平于今水流花落的是,2019 年 10 月的某个凌晨,正在北京出差的他接到了施行室团队矜重东谈主打来的电话。
黄彦平:那时候我手是抖的,接了电话,什么话王人莫得,平直给我来句,成了。其时房间里是三点多钟,王人蒙的,他就把电话挂了。挂了之后,其后我好像贯通了又给他打当年,我说什么?那时候大厅里头许多东谈主王人哭了,太难了。其后我马上去机场,买了最早的航班,追念因为咱们隔得近,就平直到施行室,我一看满功率了之后还挺好,操作运行得止境贯通。咱们就上报了,那是海外上第一个把这个机器跑通了的。
黄彦平率领团队收效完毕兆瓦施行室级超临界二氧化碳系统满功疏导悟发电,这记号着我国在该时候施行室阶段得到了紧要打破。
黄彦平:咱们这个时候作念出来之后,海外上很快就知谈了。知谈了之后对作念这些时候的同业来讲,它最大的公正是一种精神的守旧。因为像这种新时候,若是莫得一个东谈主在前边把它作念出来,莫得这种止境骨子落地的话,许多搞科研的东谈主心里会有点慌。
超临界二氧化碳发电时候谢全国上缓缓受到意思,2017 年被好意思国列为国度能源规模政策性前沿时候第 2 位。其后,超临界二氧化碳发电时候也被列入我国《"十四五"能源规模科技翻新设想》,成为国度重心鼓动的前沿能源时候之一。
黄彦平:其后也有许多行家质疑说,你恒久运行贯通可靠性奈何样?我说唯独的见解就作念一款机器,让它一直跑。这台机器一天的水电费接近 20 万。
宽广的用度,让后续的考证磨练举步维艰。2022 年 8 月,事情迎来了迤逦,济钢海外董事长高忠升前来寻求生意协作。
黄彦平:许多东谈主王人不肯意当第一个吃螃蟹的东谈主,他来了之后,我就问他三个问题,你们觉得我这是个新时候吗?你有钱吗?你有厂址吗?我说这三个缺一个王人不可。
与济钢海外的协作一拍即合,2023 年底,将超临界二氧化碳发电时候愚弄于钢铁厂烧结余热发电的"超碳一号"示范工程在首钢水城钢铁厂破土动工。
历经两年的繁重,"超碳一号"示范工程生意运行收效,企业通过该款式每年可多发 7000 余万度电,发电收入多出近三千万元。
黄彦平:我当今通过"超碳一号"工程化的流程,才彻透顶底把这项时候从旨趣到工程愚弄全串起来。在施行室作念这样大的限制,确定不是一两个亿的事,可是电厂要发电,确定就要一直跑,这样相配于,我就用别东谈主的余热又给别东谈主发了电,他们赚了电的钱,我这个系统也不错考证。贯穿运行 3000 小时也没问题,不就好了吗。就相配于施行室的科研职责山东手机直播系统公司,照旧迈出了施行室,在工业场景作念了许多工程化的施行。
















