中核集团近日宣布，全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号”在贵州六盘水正式投入商业运行。这一突破标志着我国在超临界二氧化碳发电技术领域实现从实验室研究到规模化应用的跨越，为热电转换技术开辟了全新路径。
传统发电技术普遍依赖“烧开水”原理，即通过加热使水转化为蒸汽推动汽轮机运转。无论是火力发电、核电还是余热蒸汽发电，均遵循这一模式。而超临界二氧化碳发电技术则彻底颠覆了这一传统路径，采用特殊状态下的二氧化碳作为循环工质，通过物理状态变化直接驱动发电系统。
据项目总设计师黄彦平介绍，该技术核心在于利用超临界二氧化碳的独特物性。当二氧化碳处于温度超过31摄氏度、压力达73个大气压以上的环境时，会形成兼具气体低粘度和液体高密度的特殊状态。这种物质被注入发电系统后，经压缩机和换热器持续加压升温，最终形成的高温高压流体推动透平旋转产生电能。
机组采用闭式布雷顿循环系统设计，使二氧化碳在封闭回路中高效循环做功。这种技术路线带来三大显著优势：系统体积较传统设备缩小50%，辅助设备数量减少30%以上，且具备快速启停的机动能力。这些特性使其成为解决中小功率热源高效利用难题的理想方案，特别适用于工业余热、地热能等分布式能源场景。
作为全球首个2×15兆瓦级超临界二氧化碳烧结余热发电工程，“超碳一号”的实测数据刷新行业认知。与现有蒸汽发电技术相比，其发电效率提升超85%，净发电量增长50%以上。更关键的是，由于省去了锅炉和水处理系统，设备占地面积缩减一半，运维成本降低40%，展现出显著的经济效益。
这项突破性成果源自中国核动力研究设计院持续十余年的技术攻关。自2009年起，该院联合东方电气、西安交通大学等单位组建产学研联盟，先后突破设计、制造、集成等全链条技术瓶颈。团队自主研发的“两机三器一系统”核心装备，包括透平机、压缩机、换热器及智能控制系统，使我国成为全球首个掌握该技术完整知识产权的国家。
在“超碳一号”成功商运的基础上，中核集团已启动更前沿的“熔盐储能+超临界二氧化碳发电”联合示范项目。该技术将高温熔盐储能与超临界二氧化碳发电深度耦合，可实现24小时连续稳定供电。项目于2024年入选国家能源领域首台（套）重大技术装备名录，预计2028年完成全系统示范验证。
