将二氧化碳转化为能源听起来似乎有些矛盾,毕竟这种气体常被视为气候变化的元凶。在欧洲乃至全球,二氧化碳占人为温室气体排放的近四分之三。然而,中国通过中国核工业集团(CNNC)向世界证明,利用这种化合物作为能源来源以对抗全球变暖是完全可行的。这一突破的关键在于采用了超临界状态的二氧化碳。在这种特殊状态下,二氧化碳同时具备气体和液体的特性,使其在热能传递方面表现出极高的效率。
超临界二氧化碳不仅是一种卓越的工质,还能在封闭回路中高效循环。中国近期在贵州省六盘水市启用的两台发电机组正是利用了这一优势。这两台机组功率均为15兆瓦,其设计允许超临界流体在封闭回路中流动,驱动涡轮机发电。值得注意的是,这些由CNNC开发的机器并非直接从大气中捕获二氧化碳,而是利用来自工业源的废气。
这项中国技术的目标并非“消除”大气中的二氧化碳,而是将原本会被排放到大气中的有害气体转化为有价值的能源。与传统的蒸汽发电厂相比,利用超临界二氧化碳作为热传输介质,新机组显著提高了能源效率。这不仅意味着更小的设备体积,还意味着更紧凑、潜在运营成本更低的设计方案,因为系统复杂性相对较低。
利用超临界二氧化碳作为工质的概念并非全新,最早可追溯至20世纪60年代末。当时研究人员已识别出该技术的潜力,但受限于当时的技术和材料条件,难以实现商业化应用。随着中国核工业集团成功投运这两台将二氧化碳转化为电力的发电机组,中国成为全球首个将这一愿景变为现实的国家。虽然该技术不能直接清除大气中的二氧化碳,但通过减少化石燃料消耗和回收工业废热,它间接为应对气候变化做出了贡献。
对中国能源行业而言,这一里程碑式的技术突破展示了在“双碳”目标下,通过技术创新实现工业废气资源化利用的巨大潜力,为未来构建高效、紧凑的清洁能源系统提供了可复制的范本。
