超临界二氧化碳热功转换关键技术项目团队在检查设备。核动力院供图

“超碳一号”正式投入商运。四川日报全媒体记者 宁宁 摄

“超碳一号”速写

●是中核集团中国核动力研究设计院与相关企业共同推进的全球首套2×15兆瓦超临界二氧化碳烧结余热发电项目

●以超临界二氧化碳作为循环工质，其发电效率提升85%以上，净发电量提升50%以上，相当于每年多发电7000万千瓦时

●研发过程中，核动力院还联合东方电气集团、西安交通大学、四川大学等企业和高校团队，形成产学研共同体

12月20日，“四川造”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城钢铁(集团)有限责任公司成功商运。这是全球首个超临界二氧化碳余热发电技术“超碳一号”示范工程，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。本次商运意味着超临界二氧化碳发电技术首次从实验室走向商业落地，并转向政产学研用结合的技术创新体系，具有里程碑式的意义。

“超碳一号”示范工程是由位于成都的中核集团中国核动力研究设计院(下称核动力院)与济钢集团国际工程技术有限公司(下称济钢国际)、首钢水城钢铁(集团)有限责任公司共同推进的全球首套2×15兆瓦超临界二氧化碳烧结余热发电项目。相比现役烧结余热蒸汽发电技术，“超碳一号”的发电效率提升85%以上，净发电量提升50%以上，相当于每年多发电7000万千瓦时。同时，由于系统简化、设备减少、运维便利，场地需求减小50%。

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(当温度超过31摄氏度，压力升高至73个大气压以上，二氧化碳就会进入超临界状态)作为循环工质，通过构建闭式布雷顿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，“超碳一号”具有效率高、系统紧凑、辅助系统少等核心优势，未来有望向更大功率、更高温应用场景拓展。

自2009年起，核动力院探索研究超临界二氧化碳发电技术，先后攻克系列关键技术，建立起超临界二氧化碳发电技术研发体系并完成技术验证。2023年5月，核动力院与济钢国际签署合作协议，12月“超碳一号”示范工程启动建设。

在研发过程中，核动力院还联合东方电气集团、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，真正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，核动力院于2024年启动“熔盐储热+超临界二氧化碳发电”示范项目，已入选国家能源领域第五批首台(套)重大技术装备，预计2028年完成示范应用。此外，超临界二氧化碳余热发电技术在光热发电等领域拥有广阔应用前景。(四川日报全媒体记者 宁宁)