全球首台商用超临界二氧化碳发电机组成功商运

12月20日，全球首台商用超临界二氧化碳发电机组在贵州六盘水首钢水钢集团成功商运，这也是超临界二氧化碳余热发电技术“超碳一号”的全球示范工程。“超碳一号”有助于突破世界范围内中小功率规模、中高温热源高效利用的技术瓶颈，本次商运，也意味着全球首次将超临界二氧化碳发电技术从实验室推向商业落地。

全球首台商用超临界二氧化碳发电机组三维示意图

“超碳一号”示范工程由中核集团中国核动力研究设计院与济钢集团国际工程技术有限公司、首钢水城钢铁（集团）有限责任公司共同推进，是全球首套2×15兆瓦超临界二氧化碳烧结余热发电工程。相比现役烧结余热蒸汽发电技术，“超碳一号”发电效率提升85%以上，净发电量提升50%以上，同时系统简化、设备减少、运维便利，场地需求减小50%。  

全球首台商用超临界二氧化碳发电机组厂房外景

超临界二氧化碳被认为是中高热源温度场景下最具应用前景的工质之一，在光热发电、余热发电、储能发电等领域具有良好的应用前景。作为一种革新型热电转换技术，“超碳一号”以超临界二氧化碳作为循环工质，通过构建闭式布雷顿循环（以气体为工质的热力循环）实现高效稳定做功。得益于超临界二氧化碳的物质属性，该技术具有效率高、系统紧凑、辅助系统少和机动性强的优势，未来有望向更大功率、更高温应用场景拓展。  

超临界二氧化碳发电技术实验装置

核动力院从2009年开始开展超临界二氧化碳发电技术研究，经过十余年的艰难探索，攻克了从设计、制造到集成应用的系列关键技术，建立了超临界二氧化碳发电技术研发体系并完成技术验证。2023年8月，济钢与水钢正式签订项目合同，以合同能源管理模式推动项目落地； 2023年12月，正式启动“超碳一号”示范工程的建设。  

超临界二氧化碳发电技术研发团队

研发过程中，核动力院集合了东方电气集团、西安交通大学、西北工业大学、清华大学、四川大学等国内优势企业和高校团队，形成了以超临界二氧化碳发电技术为核心的产学研共同体，具备了完全自主的精细设计和成套供货能力。  

除了该示范项目，中核集团还于2024年启动了“熔盐储能+超临界二氧化碳发电”示范项目，预计2028年完成示范应用。此外，超临界二氧化碳还在光热发电等多个领域拥有广阔应用前景。