11月24日消息，位于四川成都的核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院研發(fā)的全球首套工程化超臨界二氧化碳發(fā)電系統(tǒng)——“超碳一號”已完成并網(wǎng)調(diào)試，并進(jìn)入滿功率運(yùn)行沖刺階段，預(yù)計(jì)年內(nèi)實(shí)現(xiàn)滿功率發(fā)電。

超碳一號總設(shè)計(jì)師黃彥平介紹，超碳一號的出現(xiàn)，代表著中國的超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)正在領(lǐng)跑。“這是世界范圍內(nèi)超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)首次工程化應(yīng)用?！?/span>

相比現(xiàn)役燒結(jié)余熱蒸汽發(fā)電技術(shù)，超碳一號在余熱利用率上提升超過 50%，發(fā)電效率提升 42.7%，年發(fā)電量提升 84%。

圖源中核集團(tuán)

據(jù)黃彥平介紹，當(dāng)二氧化碳被加壓至 7.38MPa、加熱至 31℃ 時(shí)，會進(jìn)入超越氣態(tài)和液態(tài)物質(zhì)特性的“超臨界態(tài)”，兼具高密度和低粘度的雙重優(yōu)勢，成為發(fā)電領(lǐng)域的“超級工質(zhì)”。

水有固、液、氣三態(tài)，隨著環(huán)境的溫度和壓力升高，液、氣兩相界面消失的狀態(tài)點(diǎn)就叫做臨界點(diǎn)，物質(zhì)超過該臨界點(diǎn)后的狀態(tài)就是超臨界態(tài)。二氧化碳也一樣，當(dāng)溫度超過 31℃，壓力升高至 73 個(gè)大氣壓以上，二氧化碳就會進(jìn)入超臨界狀態(tài)，即一種連續(xù)的流體狀態(tài)。把這樣的連續(xù)流體二氧化碳送進(jìn)發(fā)電系統(tǒng)里，再通過壓縮機(jī)和換熱器把超臨界二氧化碳的壓力和溫度都升上去，這時(shí)候，高溫高壓的二氧化碳就像充了氣的皮球一樣，推動(dòng)機(jī)器旋轉(zhuǎn)起來，進(jìn)而產(chǎn)生電能。

2019 年 10 月，核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院實(shí)現(xiàn)了全球首次 MW 級超臨界二氧化碳發(fā)電裝置滿功率穩(wěn)定發(fā)電。

2023 年 10 月，核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院與濟(jì)鋼集團(tuán)國際工程技術(shù)有限公司簽訂了示范工程合同，啟動(dòng)了貴州六盤水超臨界二氧化碳發(fā)電示范工程的建設(shè)。這是全球首臺商用超臨界二氧化碳發(fā)電機(jī)組“超碳一號”，預(yù)計(jì)年內(nèi)實(shí)現(xiàn)滿功率發(fā)電。

報(bào)道還提到，核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院還于 2024 年啟動(dòng)了“熔鹽儲能 + 超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)”應(yīng)用示范項(xiàng)目，2025 年 8 月獲批國家能源領(lǐng)域首臺套重大技術(shù)裝備，10 月完成可研性報(bào)告外審，預(yù)計(jì) 2026 年上半年在新疆開工建設(shè)。

中核集團(tuán)今年 4 月公告獲悉，經(jīng)過十余年的攻關(guān)，我國的超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)產(chǎn)學(xué)研體系基本建立，全國產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈條基本成型，具備全面工程應(yīng)用條件。