文章核心观点 - 全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号”于2025年12月20日在贵州六盘水成功投入商业运行，标志着中国在该技术领域实现全球领跑，完成了从实验室到商业应用的首次跨越 [7] - 该技术相比传统蒸汽余热发电技术，在相同应用场景下能提高发电效率85%以上，提高净发电量50%以上，并具有系统简化、设备减少、运维便利、场地面积减少50%等显著优势 [8] - 技术研发团队通过十余年自主创新，攻克了从关键设备到控制系统的系列技术难题，实现了全产业链自主可控，并计划向更多应用场景进行模块化推广，以助力实现“双碳”目标 [11][13][17] 技术突破与工程落地 - “超碳一号”是全球首套商用超临界二氧化碳发电机组，利用钢铁烧结生产线的余热进行发电，其热力循环工质为超临界二氧化碳，而非传统蒸汽 [9] - 研发团队从2009年开始探索，在缺乏公开研究资料和技术工程化空白的“无人区”中，从研究超临界二氧化碳物性等基础理论起步，历时三年确认技术可行性 [10][11] - 团队攻克了“一封二控三传递”（密封、控制系统、热量传递）等全球性难题，并自主研发了包括透平机、压缩机、换热器等在内的“两机三器一系统”关键设备 [12][13] - 2016年，团队在全球首次实现兆瓦级超临界二氧化碳简单循环发电系统满功率稳定运行，为后续工程化奠定基础 [13] - 示范工程于2023年启动，由中核集团核动力院与济钢国际、首钢水钢共同推进，计划建设2台15兆瓦发电机组，“超碳一号”是其中首台投入商运的机组 [16] 性能优势与经济效益 - 相比蒸汽余热发电技术，“超碳一号”能提高发电效率85%以上，提高净发电量50%以上 [8] - 超临界二氧化碳在温度超过31℃、压力高于73个标准大气压时进入超临界态，兼具液体高密度和气体低黏度的特性，被比喻为搬运热能的“超级快递员”，能高效将热能转换为电能 [10] - 示范工程已连续稳定运行一个多月，日常仅需两三人值守运维 [17] - 该机组每年可在原有发电基础上多发7000余万度电，发电收入增加近3000万元，并减少碳排放数万吨 [17] 政策支持与行业应用 - 中国《“十四五”能源领域科技创新规划》将超临界二氧化碳发电技术列为集中攻关重点任务之一 [15] - 国务院《“十四五”节能减排综合工作方案》中提到的“重点行业绿色升级工程”，涉及钢铁、有色金属、建材、石化化工等行业，为该技术应用提供了政策背景 [15] - 该技术可与各种热源组合，应用场景广泛，包括工业余热发电、火力发电、核能发电以及风光发电与储能等领域 [17] - 2026年1月23日，在山东举行了超临界二氧化碳工质高效发电技术科技成果对接会，一批钢铁、化工企业计划应用该技术 [17] - 中核集团已于2024年启动50兆瓦“熔盐储能+超临界二氧化碳发电”示范项目，并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 [18] 研发团队与未来规划 - 研发团队由中核集团首席科学家黄彦平带领，从最初4人发展壮大，坚持“理论指导下的技术发明和工程创新” [14] - 团队在超临界二氧化碳发电技术方面领先其他团队约5年，实现了“领跑”，其突破对全球研究具有引领作用 [17] - 未来规划包括研究更多应用场景、实现更多技术突破，并进行模块化推广，以持续保持领先地位 [17] - 研发团队希望未来有更多人参与，共同攻克共性技术难关，发掘更多应用场景潜力，满足社会对工业绿色转型和高效清洁能源的需求 [18]