美国也在开展类似项目，名为STEP。

中国核工业集团有限公司（CNNC）宣布，全球首套商业运营的超临界二氧化碳发电机组已并网发电。CNNC表示，该系统使用二氧化碳替代蒸汽进行热量传递，安装于中国贵州省的一家钢铁厂，可将工厂余热转化为电力并输入电网。

据报道，这两台15兆瓦机组的余热发电效率比全球广泛使用的蒸汽动力系统至少高出50%。这一清洁能源技术的突破甚至为核能领域开辟了新前景。

二氧化碳发电机在核能领域的应用

中国建设的15兆瓦系统未来可扩容至公用事业级规模，逐步替代核能及其他场景中的蒸汽发电方案。南华早报在相关报道中指出，这种紧凑型发电机还可用于移动核反应堆、航天器和太阳能电站。

超临界二氧化碳发电机通过将CO₂维持在临界压力与温度之上，使其同时具备气体和液体特性。安装在钢铁厂的机组将利用烧结过程中产生的高温余热（超过1292华氏度，约700摄氏度）。据称，传统蒸汽发电厂对高温热源的利用效率为40%，而超临界CO₂发电机的效率可突破50%。

中国力学研究所指出，超临界二氧化碳的密度高于蒸汽，因此发电设备结构更紧凑，所需空间更小。

美国同步测试类似系统

需说明的是，中方系统是全球首个并网的商业二氧化碳发电装置。2023年，由美国西南研究院、GTI能源公司、GE Vernova和美国能源部合作，在德克萨斯州试验工厂宣布完成10兆瓦超临界二氧化碳发电机的"机械竣工"，该项目被称为"超临界转型电力（STEP）示范试点"。STEP工厂于2024年9月完成第一阶段测试，在932华氏度（500摄氏度）下达到全速运行并发电4兆瓦。最终测试阶段目标是在1319华氏度（715摄氏度）工况下实现10兆瓦发电量。

中国核动力研究设计院已研发超临界二氧化碳发电机逾十年。目前全球多国正在测试同类系统，这项技术有望重塑清洁能源格局，小型化系统还可应用于船舶与航天器。

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