发电原理有几种方法，二氧化碳发电缺点

一直以来任何形式的发电都离不开水，毕竟人类的本质就是烧开水嘛！

但是如今中国打破了这一规律，以后我们不用烧开水，直接用二氧化碳就能推动汽轮机发电了！

咦，这到底是怎么回事？对我们的碳中和目标能起到什么作用？

超临界二氧化碳

12 月 8 日，中国华能集团有限公司自主研发的世界参数最高、容量最大超临界二氧化碳循环发电试验机组在华能西安热工院顺利完成 72 小时试运行，正式投运。

注意两个关键词： 超临界和二氧化碳发电。

我们都知道自然生活中的物质有固体、液体、气体，这三种状态。

就拿生活中的水来说吧，水的形态会根据环境的不同而作出不同的变化。

在常温和常压的环境条件下，水的形态一般都是处于液态的，当达到某一个温度的时候，由于水分子会受到热度的影响从而发生一些运动，如果水被加热到沸点100摄氏度时，就处于沸腾的状态，原本处于液态的水就逐渐转化为气态。

相反，如果水的温度达到冰点0摄氏度时，水分子的分布会十分稳定，这个时候的水就结成冰了。

那超临界是什么意思呢？

前面说的是在常温和常压环境下，如果放到了高温和高压的环境会怎么样呢？

这时候的水不是液体，也不是气体，而是两者完全交融在一起，成为一种既有液体特性也有气体特性的高温高压流体，也叫超临界流体。

超临界流体具有十分独特的物理性质，它的黏度低、密度大，有良好的流动、传质、传热和溶解性能。

就比如说超临界二氧化碳，它是指温度和压力均在临界值以上的二氧化碳，这种状态下的二氧化碳既可以像气体一样膨胀，又能以液体的密度移动，将其用来做动力循环的工质（实现热能和机械能相互转化的媒介物质），它能在很小的体积内传递很大的能量。

二氧化碳发电优势

那超临界二氧化碳循环发电机，跟传统发电机相比有什么优势呢？

首先就是体积小，不再需要水和蒸汽，在同等装机容量下，二氧化碳发电机组的体积只有蒸汽机组的 1/25。

其次就是效率高，在 600℃温度下，发电效率比蒸汽机组高 3～5 个百分点。

最后就是污染小，采用二氧化碳机组的燃煤电厂，单位发电量碳排放强度可减少 10%。

超临界二氧化碳发电系统主要是由压缩机、透平、回热器、冷却装置、吸热装置等组成。由于处于超临界状态下的二氧化碳具有传热性、粘度低等优点，可以大大降低涡轮机械和换热器等机械的维护成本。且二氧化碳的超临界易到达、无毒无味、安全、纯度高、价格便宜，使得其较为适合作为热力循环的工质。

传统的发电是烧开水方式，水气化吸收大量热能，蒸汽还要被加热为过热蒸汽才能用于发电。

而二氧化碳循环发电机组是将收集来的二氧化碳通过压缩机，将其升压到20MPa（兆帕）以上，再通过热源加热到600摄氏度形成高温高压气体，推动气轮机旋转，将热能转化成机械能，进而带动发电机发电。

也就是说将发电的水蒸气换成二氧化碳了。

更重要的是，二氧化碳惰性无毒，可以提高工质温度达到1000度以上，又没有水蒸气所需要消耗的汽化潜热，因此热效率可以大幅度提高。

你可以理解成冰箱里的制冷剂一样，以前用水介质效率低，损耗高，体积大，而改用二氧化碳则克服了这些缺点。

以后在把烧煤产生的废气比如二氧化碳好好利用起来，还可以用来合成淀粉，这样火电厂就是又生产电又生产粮食还可以输送暖气，真是一本万利的好产业了！

最后

值得一提的是，这是中国二氧化碳发电机组研发制造团队历经7年，先后攻克了系统、设计、制造、运行等环节上千个技术难题，自主设计制造了超临界二氧化碳锅炉、印刷电路板换热器、压缩机等四类关键装置，核心设备国产化率达100%，率先打通了机组全工艺流程，专利申请超过400个。

二氧化碳循环发电机组的成功投运验证了超临界二氧化碳循环发电技术在工业运行的可行性，有望彻底改变传统热力发电技术 140 多年来以水蒸汽为主流工质的发电方式，标志着我国在超临界二氧化碳循环发电技术领域已处于世界领先水平。

中国曾做出承诺，将二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和，这被称作碳达峰、碳中和3060双碳目标。实现碳达峰、碳中和是经济社会一场广泛而深刻的系统性变革，其中技术革新尤为重要。

而此次二氧化碳循环发电，不得不说就是一个革命性的创新！

当然了，现在仍然还是需要燃煤发电，只是用二氧化碳取代了水来作为动力介质发电，毕竟二氧化碳的消耗是极少的，而且是循环使用的，所以不必担心二氧化碳短缺，如果真能大量消耗二氧化碳，倒是可以提前实现碳中和了。

可以预见，以后二氧化碳就变成宝贝了哦，真的是科技改变生活，为科技人员点赞！