中国核动力研究设计院建院60周年：引领全球首套工程化超临界二氧化碳发电系统“超碳一号”

11月19日至20日，中国核动力研究设计院举办了一场盛大的媒体活动，纪念该机构成立60周年及彭士禄院士诞辰百年。此次活动上，科研团队对外发布了重要成果——全球首套工程化超临界二氧化碳发电系统“超碳一号”。

据现场报道，“超碳一号”已经顺利完成并网调试，并进入满功率运行冲刺阶段，预计年内将实现满功率发电。这一突破标志着中国在超临界二氧化碳发电技术领域处于世界领先地位。

超临界二氧化碳发电试验装置

“超碳一号”的出现，意味着中国在超临界二氧化碳发电技术上的重大突破。总设计师黄彦平表示：“这是世界范围内首次将超临界二氧化碳发电技术工程化应用。”

相比传统的蒸汽发电方式，“超碳一号”在余热利用率上提升超过50%，发电效率提高42.7%，年发电量增加84%。

什么是超临界二氧化碳?

黄彦平解释，当温度超过31℃且压力达到73个大气压以上时，二氧化碳就会进入超临界状态。这时的二氧化碳既像液体一样密度大，又像气体一样容易被压缩，可以更高效地传递能量。

超临界二氧化碳发电技术研发团队

技术攻关与创新突破

黄彦平带领的团队从2009年开始探索超临界二氧化碳动力转换技术。在十余年的时间里，他们不断攻克难关：面对压缩机设计难题，团队参考燃机技术进行改进；面对换热器挑战，他们自主研发，经过7年试验成功发明了超临界二氧化碳能量传递技术。

这些突破不仅让中国在国际上处于领先位置，也使该机构拥有了自主精细设计和成套供货能力。黄彦平强调，“我们从未借鉴国外技术和经验。”

全球首台商用超临界二氧化碳发电机组

2019年10月，核动力研究设计院实现了全球首次MW级超临界二氧化碳发电装置满功率稳定发电。目前，“超碳一号”正按照计划推进，预计年内实现满功率运行。

“这将带来巨大的经济效益和环境效益。”黄彦平说：“在烧结工艺不变的情况下，每年可多发7000余万度电，增加收入3千余万元。如果广泛应用于全国的烧结余热改造，预计可以节约标准煤约483万吨，减少二氧化碳排放1285万吨。

未来应用前景广阔

得益于超临界二氧化碳的独特属性，“超碳一号”具备高效率、系统紧凑、辅助设备少及机动性强等核心优势。该技术填补了世界范围内中小功率规模（< 50 MWe）和高温热源场景（>400℃）的能源动力技术空白，并有望向更大功率和更高温应用场景拓展。

红星新闻记者 彭惊