日本阿斯塔繆茲株式會社（Astamuse）近日發(fā)布關(guān)于超臨界流體、超臨界水及亞臨界流體技術(shù)的Zui新行業(yè)報告。該報告基于其創(chuàng)新數(shù)據(jù)庫，對全球24,725件相關(guān)專利進行了深度分析，重點梳理了二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）、超臨界水氧化（SCWO）處理難降解污染物以及材料加工領(lǐng)域的技術(shù)演進。報告指出，中國在超臨界流體相關(guān)專利申請量上占據(jù)優(yōu)勢，而日本則在特定環(huán)保法規(guī)驅(qū)動下的技術(shù)應(yīng)用及基礎(chǔ)研發(fā)方面保持穩(wěn)定增長，全球技術(shù)正從實驗室研究加速向商業(yè)實施工業(yè)化應(yīng)用階段過渡。

超臨界流體是指物質(zhì)在溫度和壓力超過其臨界點時形成的狀態(tài)，兼具液體的高密度和氣體的低粘度、高擴散性。其中，超臨界二氧化碳（CO2）因臨界溫度低（31.1℃）、無毒且易回收，已在食品脫咖啡因、醫(yī)藥提取等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化；超臨界水（374℃、22.1MPa以上）則因其極強的氧化能力，成為處理全氟和多基物質(zhì)（PFAS）等難分解污染物的核心手段；亞臨界水（150-374℃高壓液態(tài)）則常用于生物質(zhì)資源回收。然而，高溫高壓環(huán)境下的設(shè)備腐蝕問題仍是制約超臨界水工藝長期穩(wěn)定運行的主要技術(shù)瓶頸。

專利數(shù)據(jù)分析顯示，2016年以來，與能源轉(zhuǎn)型和環(huán)境應(yīng)對相關(guān)的關(guān)鍵詞顯著增加。在CCUS領(lǐng)域，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省于2023年發(fā)布《CCS長期路線圖》，目標(biāo)到2030年實現(xiàn)每年600萬至1,200萬噸的CO2封存能力，并已將CCS確立為綠色轉(zhuǎn)型（GX）戰(zhàn)略的核心技術(shù)。與此同時，受日本《化審法》及《水質(zhì)污濁防止法》修訂影響，PFAS管制日益嚴(yán)格，推動超臨界水氧化（SCWO）技術(shù)專利在2021年后大幅激增。美國374Water公司開發(fā)的AirSCWO連續(xù)處理工藝，以及中國福建華峰新材料將超臨界CO2用于高分子材料發(fā)泡與染色一體化的集成工藝，均代表了該領(lǐng)域的前沿應(yīng)用方向。

從國家分布來看，中國在超臨界流體相關(guān)專利申請量上遙遙領(lǐng)先。2016年至2024年間，中國申請量持續(xù)高位運行，2022年達到2,127件的峰值。盡管2023年和2024年數(shù)據(jù)略有回落，但這可能反映了部分技術(shù)從研發(fā)轉(zhuǎn)向工程實施，以及專利公開的時間滯后效應(yīng)。值得注意的是，中國核工業(yè)集團（CNNC）開發(fā)的全球首個超臨界CO2商業(yè)發(fā)電單元“超炭1號”已于2025年12月在貴州六盤水某鋼鐵廠投入運行，標(biāo)志著中國在超臨界CO2發(fā)電領(lǐng)域已從基礎(chǔ)研究邁入商業(yè)示范階段。

相比之下，日本的相關(guān)專利申請量在2016年至2023年間保持在每年62至79件之間，呈現(xiàn)穩(wěn)定態(tài)勢。美國和韓國則在2021年達到峰值后出現(xiàn)快速下降趨勢。這種差異反映出不同國家在技術(shù)成熟度、產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向及市場應(yīng)用重點上的分化：中國側(cè)重于大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用與能源轉(zhuǎn)換技術(shù)的工程化落地，而日本則更多聚焦于高附加值材料加工、精細化工提取及特定環(huán)保法規(guī)下的污染治理解決方案。

高溫高壓工況下的設(shè)備選型與維護關(guān)注

對于從事超臨界流體相關(guān)設(shè)備制造或工藝集成的中國企業(yè)而言，技術(shù)路線的選擇需緊密結(jié)合應(yīng)用場景。在能源領(lǐng)域，超臨界CO2發(fā)電系統(tǒng)因其高效率和小體積優(yōu)勢，正成為余熱回收和地?zé)衢_發(fā)的新熱點，但核心挑戰(zhàn)在于高溫高壓渦輪機和熱交換器的材料耐久性。采購或研發(fā)時需重點關(guān)注耐高溫腐蝕合金材料的選型及密封技術(shù)的可靠性。

在環(huán)保治理領(lǐng)域，針對PFAS等新興污染物的處理需求日益迫切。超臨界水氧化（SCWO）技術(shù)雖能實現(xiàn)污染物的徹底礦化，但反應(yīng)條件苛刻（374℃、22MPa以上），對反應(yīng)器內(nèi)壁的防腐涂層及在線監(jiān)測系統(tǒng)要求極高。企業(yè)在引進或開發(fā)此類設(shè)備時，應(yīng)重點評估其在長期運行中的維護成本及關(guān)鍵部件的更換周期，確保工藝的經(jīng)濟性與安全性。

• 核對材料耐蝕性：針對超臨界水或亞臨界水工況，需確認(rèn)反應(yīng)器及管道材料在高溫高壓流體中的長期耐腐蝕性能，優(yōu)選經(jīng)過實際工況驗證的合金材料。
• 關(guān)注系統(tǒng)集成度：參考福建華峰新材料等案例，評估將發(fā)泡、染色或提取等多道工序集成于單一超臨界CO2壓力容器的可行性，以降低能耗與占地面積。
• 跟蹤政策合規(guī)性：密切關(guān)注各國對PFAS及CCUS的Zui新法規(guī)動態(tài)，確保設(shè)備設(shè)計符合目標(biāo)市場的排放標(biāo)準(zhǔn)與碳減排要求，特別是出口至歐美市場時需滿足相應(yīng)的環(huán)保認(rèn)證。

總體而言，超臨界流體技術(shù)正處于從單一應(yīng)用向多領(lǐng)域融合發(fā)展的關(guān)鍵時期。中國企業(yè)在工程化落地方面已具備先發(fā)優(yōu)勢，而在高端材料、精密控制及特定細分領(lǐng)域的專利布局上仍有提升空間。行業(yè)從業(yè)者應(yīng)結(jié)合本國產(chǎn)業(yè)政策與技術(shù)積累，在能源轉(zhuǎn)換、環(huán)保治理及新材料制造等方向?qū)ふ也町惢黄泣c。