中核集團近日宣布，全球首臺商用超臨界二氧化碳發電機組“超碳一號”在貴州六盤水正式投入商業運行。這一突破標志著我國在超臨界二氧化碳發電技術領域實現從實驗室研究到規模化應用的跨越，為熱電轉換技術開辟了全新路徑。

傳統發電技術普遍依賴“燒開水”原理，即通過加熱使水轉化為蒸汽推動汽輪機運轉。無論是火力發電、核電還是余熱蒸汽發電，均遵循這一模式。而超臨界二氧化碳發電技術則徹底顛覆了這一傳統路徑，采用特殊狀態下的二氧化碳作為循環工質，通過物理狀態變化直接驅動發電系統。

據項目總設計師黃彥平介紹，該技術核心在于利用超臨界二氧化碳的獨特物性。當二氧化碳處于溫度超過31攝氏度、壓力達73個大氣壓以上的環境時，會形成兼具氣體低粘度和液體高密度的特殊狀態。這種物質被注入發電系統后，經壓縮機和換熱器持續加壓升溫，最終形成的高溫高壓流體推動透平旋轉產生電能。

機組采用閉式布雷頓循環系統設計，使二氧化碳在封閉回路中高效循環做功。這種技術路線帶來三大顯著優勢：系統體積較傳統設備縮小50%，輔助設備數量減少30%以上，且具備快速啟停的機動能力。這些特性使其成為解決中小功率熱源高效利用難題的理想方案，特別適用于工業余熱、地熱能等分布式能源場景。

作為全球首個2×15兆瓦級超臨界二氧化碳燒結余熱發電工程，“超碳一號”的實測數據刷新行業認知。與現有蒸汽發電技術相比，其發電效率提升超85%，凈發電量增長50%以上。更關鍵的是，由于省去了鍋爐和水處理系統，設備占地面積縮減一半，運維成本降低40%，展現出顯著的經濟效益。

這項突破性成果源自中國核動力研究設計院持續十余年的技術攻關。自2009年起，該院聯合東方電氣、西安交通大學等單位組建產學研聯盟，先后突破設計、制造、集成等全鏈條技術瓶頸。團隊自主研發的“兩機三器一系統”核心裝備，包括透平機、壓縮機、換熱器及智能控制系統，使我國成為全球首個掌握該技術完整知識產權的國家。

在“超碳一號”成功商運的基礎上，中核集團已啟動更前沿的“熔鹽儲能+超臨界二氧化碳發電”聯合示范項目。該技術將高溫熔鹽儲能與超臨界二氧化碳發電深度耦合，可實現24小時連續穩定供電。項目于2024年入選國家能源領域首臺（套）重大技術裝備名錄，預計2028年完成全系統示范驗證。