川观新闻记者 宁宁

在贵州六盘水,城市的骨架不是钢筋水泥,而是钢铁本身。这座西南小城的脉搏,始终与一家企业同频共振——贵州六盘水首钢水城钢铁(集团)有限责任公司(简称“首钢水钢”)。作为“三线建设”的时代产物,它在产业浪潮的冲刷中几经蝶变,至今仍以雄浑的轰鸣,诉说着工业的生命力。

首钢水钢静卧于喀斯特群山的怀抱之中。冬日多雨,上山的路总是泥泞湿滑。这条盘山路,赵学斌已记不清走过多少遍。2月初春节前夕,他再次踏上这段熟悉的路程。

就在一个多月前,全球首台商用超临界二氧化碳发电机组在此成功并网发电。这个全球首个超临界二氧化碳余热发电技术“超碳一号”示范工程,颠覆了传统发电技术,实现了能量转换效率的大幅跃升。

山上的厂房里,总控室的屏幕前,作为项目现场负责人,赵学斌正带领着来自中国核动力研究设计院的团队日夜鏖战,推动示范工程第二台机组早日投运。

此前,超临界二氧化碳热功转换关键技术项目成果荣获四川省技术发明奖一等奖。核动力院供图

坚守现场,2号机组年内投运

走到厂房10米开外,阵阵雄浑的机器轰鸣声便扑面而来,大到足以淹没身旁人的交谈声。厂房之内,“超碳一号”的两台机组正高速运转、昼夜不息。

其中,首台机组于去年底投运,当下正源源不断地将余热转化为电能;而另一台机组成了团队重点关注的对象。“目前以保障机组运行为主要任务,并对第二台机组进行现场调试。”赵学斌说。

这项工作从2月初开始。所谓调试,是对设备的硬件、软件等全系统进行拉网式检查,逐一测试其可用性与稳定性,确保每一个环节都能达到正常运行的标准,为后续正式投运筑牢根基。

团队说,顺利的话持续10天到15天,其间机器需24小时不停歇运转,容不得丝毫懈怠。这支不到10人的现场团队集齐电气、仪控、力学等专业人员,实行两班倒,不仅劳动强度大,心理压力也大。

超临界二氧化碳热功转换关键技术项目团队。核动力院供图

“机组调试期间,我们既要在总控室紧盯屏幕,掌握设备运行的全面信息,更要频繁走进厂房现场,用耳朵听、用眼睛看,细致排查每一处设备的运行状态。”团队告诉记者,设备的转速无法一步到位,需循序渐进、分阶段提升,直至最终达到设计标准。“机器一旦启动运转,就伴随着未知的风险,我们必须打起十二分的精神。”

设备在运转,团队成员的脚步也从未停歇,心中的弦更是时刻紧绷。调试过程中,难免会遇到“调不出来”的难点:当系统运行后未能给出预期反馈,当团队成员反复排查却找不到问题症结时,焦虑便会悄然蔓延。“推倒重来,是我们所有人最不想看到的结果,这不仅会延误工期,对我们每个人的心理也是巨大的打击。”

好在首台机组调试时,团队已经“吃过螃蟹”,积累了实战经验。有了这份底气,团队在推进第二台机组调试时,更从容与笃定,精神压力也减轻了不少。“有了首台机组的经验作为对照,我们心里更有底了,也明确知道不会出现颠覆性的问题。”团队预计,今年内第二台机组将正式投运,届时“超碳一号”示范工程将实现全面商运。

只争朝夕,持续巩固技术优势

调试结束后,任务也不轻松。按照计划,今年上半年,团队要总结验证设备性能,接着马不停蹄进行推广复制。

业内人士估计,当前该技术市场规模已达千亿级,未来有望突破万亿级。“但目前应用主要聚焦在钢铁余热发电领域。”团队坦言。

事实上,这项技术的应用潜力远不止于此。它还能与火力、核能、太阳能热、工业余热、地热、生物质等多种热源结合,组建高效发电系统,构建起千瓦级至千兆瓦级等不同功率等级的模块化、智能化发电机组。赵学斌说,因此有必要向更多领域延伸、推广,目前有意向的业主单位不少,团队正在积极接触中,但技术落地之路,并非一帆风顺。

赵学斌和同事在六盘水项目现场进行超临界二氧化碳透平检查。受访者供图

政策支持力度不够是难点之一。在推广过程中,团队觉察到,包括该技术在内,不少业主单位对产业升级中所需的新技术认识还不够全面,应用意愿也不够强烈。“这就需要政府出台精准政策支持,分担业主单位风险。”团队建议,出台比如相关补贴、金融支持等措施,降低业主单位的投入成本,从而加快技术在更广范围落地。

技术攻关,是团队面临的另一大挑战——如何将发电功率的规模进一步放大,满足更多场景的需求?

在普通人的想象中,或许认为放大发电功率,只需将设备、系统等比例放大即可。但赵学斌却直言,量变必然引起质变,“扩大发电规模,涉及设备、材料等多个方面的技术攻关,绝非做简单乘法。”他认为,这项攻关不能仅依托企业等业主单位,而应借助国家示范项目等平台,组织团队联合发力、协同攻关。与此同时,这也是为未来大功率发电需求提前储备技术、未雨绸缪,确保中国在这一领域始终保持领先。

此外,投入更多应用场景也是巩固优势的关键。

放眼全球,美国、日本、法国、韩国、加拿大、捷克等国当前也在竞逐这一更高效的能量转换新赛道。可以预见的是,进入2026年国际竞争将愈发激烈。

以美国为例,目前主要处于以发表论文的实验室阶段。相比之下,团队走在前面,领先美国约5年时间。“但对手赶超速度很快,绝不能掉以轻心,放慢脚步。”团队说。

那如何进一步拉大差距?关键在于将大功率发电投入更多应用场景,并从实际应用中积累经验。“正所谓技术越用,迭代优化也就更快,要将技术优势转化为经济效益与减碳实效。”团队说。

从2009年起,这支平均年龄30岁左右的团队从零开始勇闯“无人区”,面对质疑15年如一日开展超临界二氧化碳动力转换技术研究,“只争朝夕、加紧快跑”的态度早已刻在了他们的骨子里。

赵学斌记得,不少团队成员自加入项目以来,每年春节都坚守在岗位上,没能回家与亲人团圆。“但看着系统顺利调试、运行,心里的大石头也落地了,觉得十分踏实和安心。”团队说,接下来将深入发掘超临界二氧化碳发电技术在光热发电等优势场景的应用潜力,持续拓宽技术边界,推动这项“中国领先”的技术走向更广阔的舞台。