戍天九思：超临界二氧化碳发电：中国引领能源革命的三...

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　　据11月11日《科技日报》报道，近日，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顺利完成并网调试。这是核动力院与济钢集团国际工程技术有限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示范工程。项目成功发电后，将比现役烧结余热蒸汽发电技术在余热利用率上提升50%以上。

　　超临界二氧化碳（sCO?）发电是全球公认为的未来动力循环颠覆性技术，中国率先突破该技术——告别传统“烧开水”发电时代，中国还有全套的“钍基熔盐堆+超临界二氧化碳发电+全电动力”技术，必将重塑未来全球能源版图。

　　三大优势：为什么超临界二氧化碳能取代“烧开水”？

　　传统发电技术，无论是燃煤、燃气还是核能，大多数都离不开“烧开水”这一基本逻辑——通过加热水产生蒸汽，推动汽轮机发电。该技术最早可追溯到1882年9月爱迪生在纽约建成的世界上第一座燃煤蒸汽发电站，至今已有143年历史，目前这种模式发电效率提升已接近极限。而超临界二氧化碳发电技术，将从根本上改变这一传统模式。当二氧化碳被加压至7.38兆帕、加热至31℃时，它会进入超越气态和液态的“超临界态”。这种状态下的二氧化碳兼具高密度和低粘度的双重优势，是能量传递和转换的理想介质。

　　一是效率高——热电转化效率可达45%至50%。传统蒸汽发电效率大约在33%左右，而超临界二氧化碳循环可实现45%至50%的热电转换效率。应用于贵州六盘水的全球首台商用超临界二氧化碳发电机组，其余热利用率比现役烧结余热蒸汽发电技术提升50%以上，年发电量提升84%，意味着同样废热可多输出近一倍的清洁电力。

　　二是体积小——装备缩至1/25，建设成本陡降。超临界二氧化碳密度接近液体、黏度接近气体，同等功率下涡轮直径、管道口径大幅缩小。华能西安示范项目的燃煤改造机组体积仅为原蒸汽系统的1/25，厂房占地减少约25%，管道细如手指，却可输出同等电量，为城市电站、海上平台、舰船舱室等空间受限场景提供可能。

　　三是响应快——启停提速70%，天生适配新能源。工质无相变，压缩功仅占涡轮输出功30%，机组可在分钟级升降负荷，比传统蒸汽系统快一个数量级。对间歇性工业余热、光伏光热峰谷、核反应堆负荷跟踪均能实现“随热随发”，为构建高比例可再生能源电网提供灵活支撑。

　　突破百年难题：中国率先告别“烧开水”发电意义重大

　　超临界二氧化碳发电技术既是全球公认的未来动力循环颠覆性技术，也是世界百年难题。2025年11月中国2个15 MW机组完成并网调试，标志着中国在全球首次实现工程化、商业化、产业链国产化。目前，美国超临界二氧化碳发电——STEP项目仍在实验室验证阶段。

　　一是主导技术话语权。中国超临界二氧化碳发电系统由中核集团核动力研究设计院历时十余年攻关完成，压缩机、换热器等核心设备100%国产化，并且打通了从基础材料—高速透平—印刷电路换热器—系统集成的全国产链条，累计申请专利400余项，还主导制定国际首个超临界二氧化碳发电机组吹扫标准，主导技术路线与行业规则构建。国家能源局规划到2030年建成10个百兆瓦级示范项目，加速技术产业化。

　　二是摆脱能源关键设备依赖。传统大型蒸汽轮机发电机组尤其是高温高压部件长期被西门子、GE、三菱等西方公司垄断。超临界二氧化碳发电技术采用全新的技术路径，核心设备和系统设计可以完全实现自主知识产权，可望打破国外长期垄断，保障国家能源命脉的自主可控。

　　三是碳减排利器。若以2025年全国6亿吨可回收工业余热测算，若30%改用超临界二氧化碳发电，年新增清洁电量约180 TWh，折合减排CO? 1.3亿吨，相当于两个三峡电站的减排量，为企业“双碳”目标提供可落地、可盈利的技术路径。

　　“钍基熔盐堆+sCO?发电+全电动力”黄金组合引领全球能源革命

　　单项技术的突破固然重要，但真正革命性的变化往往来自技术的融合创新。中国将“钍基熔盐堆+sCO?发电+全电动力”这三大技术深度融合，将构建起全球领先的低碳能源体系。

　　一是钍基熔盐堆——安全与燃料革新。中国甘肃武威的2兆瓦钍基熔盐实验堆已于2023年投运，2025年11月份完成全球首次堆内钍铀转化实验。该堆以液态钍-铀为燃料，常压运行，熔盐在故障时通过“冷冻塞”自动固化，杜绝堆芯熔毁风险。中国钍资源储量丰富、居全球第二，可减少对铀浓缩技术的依赖。

　　二是超临界二氧化碳发电——高效能量转换。钍基熔盐堆出口温度达700℃，与超临界二氧化碳发电系统高度匹配。二者结合可实现级联循环效率49.8%，远超传统核电站的30%-35%。超临界二氧化碳发电系统的紧凑性（体积仅为蒸汽轮机的1/25）和快速启停能力（分钟级响应），为核动力舰艇提供理想解决方案。

　　三是全电动力系统——重塑国防与民用动力。“钍基熔盐堆+sCO?发电”组合可输出高密度电能，驱动舰船全电动力系统。2023年12月中船集团24000标箱级“钍动力+全电推进”集装箱船方案已获船级社认证，续航力是LNG动力船4倍，成本下降20%，真正实现“零碳远洋”。

　　据11月18日 《亚洲防务》报道，根据美国拍摄的卫星照片，分析得出中国004航母是核动力，超10万吨，已经完成70%建造进度。

　　若中国004航母采用该技术可使其动力系统体积缩小70%，续航力提升50%，同时支持电磁弹射、激光武器等高能耗装备。在民用领域，该系统适用于海上浮动电站、偏远地区供能，构建清洁低碳能源体系。

　　总之，超临界二氧化碳发电技术的商用突破，标志着中国在能源装备领域掌握核心话语权。随着“钍基熔盐堆+sCO?发电+全电动力”技术链的成熟，中国必将引领一场静悄悄的能源革命——它不仅重塑工业能源效率，更将重新定义大国战略竞争力的底层逻辑。