近日，位于四川成都的核動力研究設計院傳來重大突破——全球首套工程化超臨界二氧化碳發電系統“超碳一號”已完成并網調試，正式進入滿功率運行沖刺階段，預計年內即可實現滿功率發電目標。這一成果標志著中國在超臨界二氧化碳發電技術領域實現全球領跑，成為該技術首次工程化應用的里程碑。
“超碳一號”總設計師黃彥平介紹，該系統采用二氧化碳作為發電介質，當其被加壓至7.38兆帕、加熱至31℃時，會進入兼具高密度與低粘度特性的“超臨界態”。這種物質狀態突破了傳統氣態與液態的界限，成為發電領域的“超級工質”。通過壓縮機和換熱器提升其壓力與溫度后，高溫高壓的二氧化碳能夠像充氣皮球般推動渦輪機旋轉，從而高效轉化為電能。
與現役燒結余熱蒸汽發電技術相比，“超碳一號”展現出顯著優勢：余熱利用率提升超50%，發電效率提高42.7%，年發電量增加84%。這一突破源于超臨界二氧化碳的獨特物理特性——其密度接近液體但流動性接近氣體，使得熱能轉換效率大幅提升，同時設備體積更小、響應速度更快。
技術突破的背后是長期積累。2019年10月，該院已實現全球首次MW級超臨界二氧化碳發電裝置滿功率穩定運行；2023年10月，與濟鋼集團國際工程技術有限公司合作啟動貴州六盤水示范工程，正式開啟商用化進程。目前，“超碳一號”作為全球首臺商用機組，正全力沖刺年內滿功率發電目標。
在推進商用化的同時，技術迭代也在加速。2024年，核動力研究設計院啟動“熔鹽儲能+超臨界二氧化碳發電技術”應用示范項目，該系統于2025年8月獲批國家能源領域首臺套重大技術裝備，10月完成可行性研究報告外審，預計2026年上半年將在新疆開工建設。這一項目將熔鹽儲能的高效蓄熱特性與超臨界二氧化碳發電的高效轉換特性相結合，為可再生能源大規模存儲與穩定輸出提供新方案。
據中核集團此前公告，經過十余年攻關，我國已構建起超臨界二氧化碳發電技術的產學研體系，全國產化產業鏈基本成型，具備全面工程應用條件。從實驗室突破到工程化應用，從單機示范到系統集成，中國正以“超碳一號”為起點，推動全球發電技術進入超臨界二氧化碳時代。
