11月19日至20日，中国核动力研究设计院举办建院60周年暨纪念彭士禄院士诞辰百年媒体活动。此次活动展示了多项科研成果，其中最引人注目的便是全球首套工程化超临界二氧化碳发电系统“超碳一号”的最新进展。
据活动透露，“超碳一号”已顺利完成并网调试，并即将进入满功率运行冲刺阶段，预计年内将实现满功率发电。该系统的研发标志着中国在超临界二氧化碳发电技术领域取得了世界领先的突破性成果。
▲超临界二氧化碳发电试验装置
技术创新与应用
“超碳一号”的出现，不仅代表着中国在超临界二氧化碳发电技术上的创新突破，更引领了全球在这个领域的技术革新。相比传统烧结余热蒸汽发电技术，“超碳一号”通过提升50%以上的余热利用率、42.7%的发电效率和84%的年发电量，大幅提高了能源利用效率。
技术原理与研发历程
“电力究竟从何而来？”在介绍“超碳一号”之前，黄彦平提出了这个问题。他解释道：“目前蒸汽发电仍是现代火力发电厂和核电厂的主要发电方式，但是否能找到一种能替代水蒸气的工质呢？答案是肯定的——这就是超临界二氧化碳。”
超临界二氧化碳是一种连续流体状态，在温度超过31℃、压力达到73个大气压以上时产生。这种状态下，二氧化碳既具有液体的密度又具有气体的流动性，能够更高效地传递和转换能量。
黄彦平带领团队从2009年起踏上探索超临界二氧化碳动力转换技术的道路。面对全球公开研究资料有限的问题，他们推翻原有范式，重新搭建了该技术的基础理论与模型。最终，在攻克压缩机、换热器等关键技术难题后，他们成功设计并制造了具备自主精细设计和成套供货能力的关键设备。
里程碑意义
“超碳一号”的研发历经十余年攻关，终于在2019年实现了全球首次MW级超临界二氧化碳发电装置满功率稳定发电。作为全球首台商用超临界二氧化碳发电机组，“超碳一号”即将于年内实现满功率运行。
▲超临界二氧化碳发电技术研发团队
应用前景与未来展望
“超碳一号”不仅在节能和环保方面表现出色，还具有系统紧凑、辅助系统少以及机动性强等核心优势。它填补了世界范围内中小功率规模（<50 MWe）高温热源场景（>400℃）的能源动力技术空白，并有望进一步拓展至更大功率、更高温应用场景。
此外，核动力研究设计院还启动了“熔盐储能+超临界二氧化碳发电技术”应用示范项目，并于2025年8月获批国家能源领域首台套重大技术装备。该项目预计将在2026年上半年在新疆开工建设。
记者：彭惊