而作为对比，日本排名第一的矶子电厂新1号机组，2009年时，他们每向外供1度电需要燃煤304克。
中国超超临界发电机组占全球半壁江山，这“超超临界”是什么？
最容易让人理解的说法是，“超超临界”意味着火电厂能用最少的煤发出最多的电。图片来自svedoliver/iStock/Getty Images.比如使用超超临界机组的上海外高桥第三发电厂，他们每向外提供1度电只需燃烧274克煤。而作为对比，日本排名第一的矶子电厂新1号机组，2009年时，他们每向外供1度电需要燃煤304克。
如果不是使用超超临界技术，煤耗就更高了，向外供1度电需要燃煤330克至340克。也正因此，2015年10月，美国《电力杂志》将上海外高桥第三发电厂评选为2015年度世界顶级火力发电厂，因为它是全球第一个将供电煤耗降到280克以下的发电厂。以上咱们只是对“超超临界”有一个总的认识，下面咱们来好好了解一下它。
临界乳光要理解超超临界，我们首先得了解一下什么是“临界”。著名物理学家皮埃尔·居里发现，一块磁铁加热后，其磁性会消失。问题来了，加热到多少温度时磁性才会消失？这个温度就是磁铁的临界温度，为了纪念居里，又叫做居里温度。同理，水也有自己的临界点。我们知道，水加热后会变成蒸气，但这是在空旷环境下，如果是在一个密闭的容器中加热呢？此时，加热密闭容器，容器中的水会蒸发，这会增加容器内的压力，而压力越大，水的沸点就越高。
比如高压锅，我们要加热到120℃左右，高压锅中的水才会沸腾。问题来了。我们还是以高压锅来举例子，假设这个高压锅异常坚固，并且是完全密封的。此时，我们加热高压锅内的水，让其内部的气压不断增加，继而里面水的沸点也会不断升高，这是我们可以预见的。但是，如果我们一直这么加热下去，让高压锅内的水温不断升高，最后会出现什么情况？对于这个问题，150多年前的人们一直很困惑。
直到1869年，英国物理学家安德鲁斯在皇家学会作了一个研究报告，这才解决了问题。安德鲁斯没有选择水，这是他聪明的地方，他选择二氧化碳做实验，因为二氧化碳沸点很低，零下56.55℃时就沸腾了。他加热密闭容器中的液态二氧化碳，结果他发现，在31℃附近时，容器内的液态二氧化碳和气态二氧化碳，两者之间的差别完全消失了。
也就是说，加热前，容器内有一个液态面，液态面上方是二氧化碳气体。但温度到达31℃时，你就分不清容器内到底是气体还是液体了，它变成了我们现在说的“超临界流体”。于是我们说，31.04℃就是二氧化碳的临界温度，在这个温度下，容器内对应的气压就是二氧化碳的临界气压。超临界流体有很多奇妙的性质比如它具有气体的可压缩性，又同时具有类似于液体的较大密度和较大的溶解度，这让其具有很多重要的作用，我们可以用它从咖啡豆里面提取咖啡因，这就是超临界流体萃取。
“临界乳光”现象。最后，液体在到达自身临界温度时的那一刻会呈现出乳白色，这种现象就叫做“临界乳光”。现在，咱们再来看看水的临界温度和临界气压。在约374℃和22.1兆帕（约等于218个大气压）下，水变成了超临界流体。我们都知道，火电站发电是通过将水加热，变成高温高压水蒸气冲击汽轮机从而发电的。图为某种汽轮机内部转子，图片来自Christine und David Schmitt。
如果某个火电厂，它的水蒸气压力低于218个大气压，那么它的发电机组就是亚临界机组。如果蒸气压超过218个大气压，那么就是超临界机组。那什么又是超超临界呢？其实，超超临界并不是一种物理学上的划分，而只是一种工业上的称谓，仅仅是表示更高的压力和更高的温度。国际上，不同国家对超超临界的起始温度和压力的定义不同。
比如日本的定义是大于24.2兆帕，或达到593℃;丹麦是大于27.5兆帕;而我国一般是压力高于27兆帕，或温度高于580℃。这说的只是起始温度，实际上，我国运行的超超临界机组大多在600℃。十年磨一克超超临界意味着更高的蒸气温度和气压，而输入汽轮机的蒸气温度和气压越高，效率也就越高，这可以从卡诺循环和朗肯循环这两个理论上予以证明。
然而若去证明，网友们必睡倒一片。但不证明，这说法又显得抽象。所以咱们就试着从别的角度来说说。能量是有品质之分的，温度越高，品质越高。想象一下，相同体积的高压锅和气球，显然，因为高压锅内部气压高，含有的气体量大。如果我们希望气球内含有的气体也跟高压锅一样多，那就得把气球体积增大很多很多倍，变成大气球。所以，火电站中，如果产生的蒸气温度越高，气压越大，那么相应地，输送蒸气的管道就能造的比较小，否则就是庞然大物。
同理，汽轮机的体积也会大大减小，这能减少钢铁的使用量。火电厂降低煤耗意味着减少污染，提高经济性。所以，在火电行业内流传着：“十年磨一克”、“十克煤耗，一代技术”的说法。上海外高桥第三发电厂是全球第一个将供电煤耗降到280克以下的发电厂，其机组蒸气温度600℃，发电效率提高到了惊人的45.4%。然而，这还不是火电技术的终点，中国700℃超超临界燃煤发电技术试验平台已投入运行。
未来，若700℃超超临界发电技术商业运行后，火电的发电效率将有望提升到50%。寒木钓萌：喜欢本文就点个?，以鼓励产生更多这样的文章^_^出品：科普中国制作：寒木钓萌监制：中国科学院计算机网络信息中心“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。本文由科普中国融合创作出品，转载请注明出处。
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