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“超碳一号”示范工程厂房外景。

“超碳一号”示范工程主控室。

“超碳一号”示范工程开采厂房内。

中核集团核能源院超临界二氧化碳发电技艺研发团队。 中核集团供图

热切发达

在新时间科技功绩发展实践中，咱们握住深化律例性意志，蕴蓄了好多热切教授。主若是：坚捏党的全面相通，坚捏走中国特点自主更动谈路，坚捏更动引颈发展，坚捏“四个面向”的政策导向，坚捏以深化雠校激勉更动活力，坚捏推动教学科技东谈主才良性轮回，坚捏栽培更动文化，坚捏科技绽开合营造福东谈主类。这些教授必须始终坚捏并在实践中握住丰富发展。

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二氧化碳若何可能发电？这么的质疑，中核集团首席科学家、“超碳一号”总遐想师黄彦平已记不清在夙昔的十几年间听过若干次。

二氧化碳的确用来发电了！2025年12月20日，由中核集团中国核能源参议遐想院研发的全球首台商用超临界二氧化碳发电机组，亦然超临界二氧化碳发电技艺“超碳一号”的全球示范工程，在贵州六盘水首钢水城钢铁（集团）有限连累公司告捷参预交易运行。这是全球初度将超临界二氧化碳发电技艺从实验室推向交易应用，我国在这一规模竣事领跑。

二氧化碳用来发电，具有高大上风。相同应用场景下，比拟蒸汽余热发电技艺，“超碳一号”能进步发电效力85%以上，进步净发电量50%以上。同期，还具有系统简化、开采减少、运维便利、场大地积减少50%等优点。如今，跟着商运告捷，联系科技效力的执行应用也在加速。

用二氧化碳若何发电？“领跑”的背后，研发团队在自主更动的路上闯过了哪些难关？记者采访了中核集团核能源院“超碳一号”研发团队。

“这条路，走得通”——

勇闯“无东谈主区”，从零入手探索，让解除余热变身清洁电能

在首钢水钢的厂区内，“超碳一号”示范工程正褂讪运行，将钢铁烧结（通过高温处理，使矿粉、颗粒状物料等精粹化并造成固体的工艺流程）分娩线排放的余热，转变为清洁电能。

从外不雅看，这台发电机组似乎与传统的烧结余热发电机组判袂不大。本体分袂在于，它的热力轮回工质是超临界二氧化碳，也即是东谈主们所说的“用二氧化碳发电”，而不是用蒸汽发电。

蒸汽发电技艺在工业余热发电、火力发电以及核电等传统发电规模应用无为，其旨趣近似于“烧滚水”——热量将水变为水蒸气，推动汽轮机的叶片高速旋转，带动发电纯真掸发电。但这一技艺降生百余年后，在效力、反馈速率等方面已难以知足时间发展需求。

“超碳一号”的出现带来了紧要变革。黄彦平说：“以后咱们毋庸‘烧滚水’了，‘烧’二氧化碳，委果地说是‘烧’超临界二氧化碳。”

超临界二氧化碳若何“烧”？研发团队先容，大体分为压缩、加热、延长、冷却四个步伐。听上去并不复杂，那么高效发电的玄机在哪？就在“超临界”上。

物资的常见气象有固、液、气三态，但当物资所处的温度高于其临界温度、压力高于其临界压力时，就进入了超临界态。“当温度朝上31℃、压力升高至73个圭臬大气压以上，二氧化碳就会进入超临界态。”黄彦平讲授，超临界二氧化碳既像液体一样具有高密度，又像气体一样具有低黏度。

研发团队成员郑若涵将超临界二氧化碳比作搬运能量的“超等快递员”：“在发电系统中，它从热源处‘揽收’热能，带着热能高速冲向透平机，延长作念功将热能高效编削为电能，完成任务冷却后归附驱动气象，不时参预‘配送’。它握住将热能编削为电能，进步热能利用率和发电效力。”

事非经过不知难，成如容易却沉重。把看似简便的旨趣应用于实践，资格了一段吃力探索。

2009年，凤凰彩票welcome黄彦平在一次专题研讨会上收到了中国工程院院士孙玉发托东谈主递来的一张纸条，上头提到了超临界二氧化碳发电技艺。

“国度有需求，参议有后劲，海外有东谈主在尝试。我要不要带个团队试试？”黄彦平回忆谈，修起是笃定的。

但要“试试”贫寒珍重！黄彦平以前主要参议第四代核电技艺超临界水冷堆。同属超临界态，超临界二氧化碳却与超临界水王人备不同，这是他从未构兵过的生分规模。活着界范围内，对于这一前沿规模的公开参议贵府少量，并且多数停留在表面阶段，短缺深度基础参议，技艺工程化是一派空缺。

“前后摆布都莫得东谈主，的确是‘无东谈主区’，莫得教授可参考，王人备从零入手。”黄彦平从参议超临界二氧化碳的物性入部属手，花了三年时候参议基开心趣，弄明晰了“为什么要秉承超临界二氧化碳，而不是超临界态的其他气体省略水”。“这条路，走得通！”他率领团队向着技艺工程化落地入手艰辛探索。

“咬住牙，我方干”——

从一颗螺丝钉入手，攻克系列重要技艺，竣事全产业链自主可控

参议基础技艺表面，搭建考试平台，进行技艺考据，研发团队要闯过一个又一个关卡。令他们印象潜入的，是“一封二控三传递”。

封，指的是密封。高温高压气象下的超临界二氧化碳，在高速旋转的转轴破绽若何尽量减少线路？密封结构必须既耐高温又耐磨损。研发团队以一种独到的密封结构，幸运彩票贬责了这个全球性难题。“重要的密封材料，是各人在食堂吃饭的时候聊出来的。”研发团队成员刘旻昀先容，黄彦平心爱把各人拉在一谈聊天，聊的内容合理就坐窝参预实验。

控，则是抑遏系统。超临界二氧化碳发电技艺通过构建闭式轮回竣事高效褂讪作念功，开采与开采之间连系紧密。黄彦平这么描画：“如果一个开采‘伤风’了，另一个也会‘伤风’。”为鉴别“伤风”，研发团队在开展基础科研时便把能思到的问题串起来，用近十年时候开发出一套详尽动态抑遏系统。

传递，则是指热量的传递。超临界二氧化碳要搬运热量，需要外力——换热器来帮手把热量“放”到身上。全新的热力轮回工质需要全新遐想的换热器，但他们连用来焊合换热器的工业母机都需要从新研发，为此花了六七年时候。

“其时国内莫得厂家能制造，到海外采购，对方连看都不让看，过了一年还禁运了。”黄彦平说，“靠近技艺阻塞若何办？只可咬住牙，我方干！”

每一个难题的贬责都无教授可循。2016年，超临界二氧化碳发电技艺进入实验室测试阶段。在最为重要的实验室小范围发电考据阶段，接连握住的失败，让研发团队倍感压力。“其时团队成员开打趣，说我一去现场机器就出故障，不让我去。”黄彦平说，其实有故障施展问题还在，得思目标把它“跑通”。一天凌晨，正在北京出差的他接到了实验室团队淡雅东谈主打来的电话。“成了！”研发团队在全球初度竣事兆瓦级超临界二氧化碳简便轮回发电系统满功率褂讪运行！

就这么，从一颗螺丝钉入手研发工业母机，研发团队攻克了“两机三器（透平机、压缩机、换热器、回热器、冷却器等重要开采）一系统”从遐想、制造到集成应用的一系列重要技艺，成就了超临界二氧化碳发电技艺研发体系，完成了技艺考据，直至竣事全产业链自主可控。

“仰望星空，粉墨登场。咱们团队一直坚捏‘表面指导下的技艺发明和工程更动’，以问题为导向，依靠自主更动，扎塌实实贬责一个个问题，向着工程化的计议前进。”黄彦平说。

科技更动靠东谈主才。艰辛的探索之路，亦然一批后生科技东谈主才马上成长之路。研发团队成就之初，加上黄彦平只消四东谈主。“一谈战斗”的更动精神、“谁说的对就听谁的”的更动氛围……研发团队劝诱了多量东谈主才，队列握住壮大。

“捏续上前跑，才能保捏领跑”——

从实验室登程，迈向更多应用场景，助力竣事“双碳”计议

我国《“十四五”能源规模科技更动计议》将超临界二氧化碳发电技艺列为相聚攻关重心任务之一；国务院印发的《“十四五”节能减排详尽责任决议》，提到“重心行业绿色升级工程”，触及钢铁、有色金属、建材、石化化工等行业。

乘着政策的东风，研发团队加速鼓动效力走出实验室，走向工程化应用。

2022年夏天，济钢集团国际工程技艺有限公司（简称“济钢国际”）淡雅东谈主来到核能源院寻求合营，思将公司的烧结余热发电技艺与超临界二氧化碳发电技艺麇集，用在钢铁厂的余热回收利用上。两边很快达成初步合营意向。2023年，由核能源院与济钢国际、首钢水钢共同鼓动的全球首套2*15兆瓦超临界二氧化碳烧结余热发电工程启动。格局盘算成立2台15兆瓦发电机组，“超碳一号”示范工程恰是其中一台。

如今，“超碳一号”示范工程已连气儿褂讪运行一个多月。按照圭表化的操作规程，平淡只需两三个东谈主值守运维。运行情况好到超出预期，经济效益、生态效益也特地可不雅。在正本发电基础上，这台机组每年可多发7000余万度电，发电收入增多近3000万元，减少碳排放数万吨。

“超碳一号”的执行应用正在加速。2026年1月23日，一场超临界二氧化碳工质高效发电技艺科技效力对接会在山东举行。一批钢铁、化工企业将通过应用这一科技效力，加速绿色低碳高质料发展。

“咱们在超临界二氧化碳发电技艺方面，最初其他团队5年，竣事了领跑。”黄彦平进一步讲授“领跑”，“一是咱们在国度扶直下，通过基础科研、实验室考据到商运落地，在全球初度‘全部跑通’；二是咱们的糟蹋能给其他团队起到引颈作用，会劝诱更多东谈主参与参议；三是咱们要捏续上前跑，才能保捏领跑。‘超碳一号’仅仅咱们在超临界二氧化碳发电技艺中一个已落地的技艺型号，接下来咱们将参议更多应用场景，竣事更多糟蹋，进行模块化执行。”

超临界二氧化碳发电技艺可与各式热源组合成发电系统，除了工业余热发电规模，还能应用在火力、核能发电以及表象发电与储能等规模，构建不同功率品级的模块化、智能化发电机组，助力竣事“双碳”计议。

执行上，更多的应用场景早已在进行中。中核集团2024年启动的50兆瓦“熔盐储能+超临界二氧化碳发电”示范格局已入选国度能源规模第五批首台（套）紧要技艺装备，瞻望将于2028年完成示范应用。

“超临界二氧化碳发电技艺刚起步，全球竞争颇为是非，敌手赶超起来速率很快。”黄彦平暗示，但愿改日有更多东谈主参与，共同攻克共性技艺难关，发掘更多应用场景后劲，知足社会对传统工业绿色转型和高效、清洁能源的需求。

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