圖為“超碳一號”的壓氣機。 　　中核集團中國核動力研究設計院供圖

　　2025年底，全球首台商用超臨界二氧化碳發電機組在貴州六盤水首鋼水鋼集團成功商運。該項目也是超臨界二氧化碳余熱發電技術“超碳一號”示范工程，由中核集團中國核動力研究設計院與濟鋼集團國際工程技術有限公司、首鋼水城鋼鐵（集團）有限責任公司共同推進，成功發電后，相比現役燒結余熱蒸汽發電技術，將在發電效率方面提升85%以上，淨發電量提升50%以上。

　　傳統的蒸汽發電技術將水通過加熱轉化為蒸汽，再推動汽輪機帶動發電機產生電能。但實踐中，水這一介質在系統復雜度、效率、緊湊性、響應速度等方面存在不足。

　　能否找到一種新的替代介質？中核集團首席專家、“超碳一號”總設計師黃彥平一直在思考：“二氧化碳被加壓至7.38兆帕、加熱至31攝氏度時，會進入超越氣態和液態物質特性的‘超臨界態’，兼具高密度和低黏度的雙重優勢，非常適合做功。”

　　然而，找到超臨界二氧化碳這個“超級介質”只是第一步，關鍵在於如何讓它來發電。2009年，黃彥平帶領團隊啟動了超臨界二氧化碳發電技術研發。“我們當時設想，通過‘兩機三器’構建閉式布雷頓循環（以氣體為介質的熱力循環）來實現高效發電。”黃彥平介紹，“兩機”指的是透平機、壓氣機，“三器”則是熱源換熱器、回熱器、冷卻器。

　　研發超臨界二氧化碳發電技術是個“從0到1”的過程。團隊成員、換熱設備研發骨干劉睿龍回憶，2017年，團隊連續奮戰了100多個日夜，攻克了數十項技術難題，最終從印刷電路板制造工藝中找到靈感，在不鏽鋼板上蝕刻出高精度的毫米級微流道，並自主研制2.4米（長度）真空擴散焊機，將6000片薄板焊接成超緊湊微通道換熱器。當全球單芯體長度最大的換熱樣機通過性能測試時，整個實驗室沸騰了。

　　經過10余年的攻關，我國的超臨界二氧化碳發電技術產學研體系基本建立，全國產化產業鏈條基本成形，具備全面工程應用條件。2023年，中核集團中國核動力研究設計院聯合濟鋼國際建設2套15兆瓦超臨界二氧化碳余熱發電機組，利用環冷機尾部高溫燒結煙氣余熱高效發電，與傳統技術相比，場地需求降低50%，發電效率提升85%以上，淨發電量提高50%以上。2024年，中核集團啟動熔鹽儲能超臨界二氧化碳發電示范工程項目，預計2026年開工建設。

　　《 人民日報 》（ 2026年01月24日 06 版）

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