又创世界第一！中国攻克美国未果难题，把“不可能”变成现实

文/编辑丨

中国悄悄干了一件大事，不是登月，不是造芯片，而是一桩看起来冷门却能颠覆能源行业的超级工程。

在贵州六盘水，一台名叫“超碳一号”的庞然大物成功并网投运。这可不是普通的发电机组，而是全球首个商用超临界二氧化碳发电系统。

美国十年没啃下的硬骨头，中国人用了十六年啃了下来，而且啃得干净利落。

这场技术逆袭背后到底藏着什么玄机？又会对全球能源格局带来怎样的冲击？

超临界二氧化碳如何改写能源规则？

别看这个名字听起来像化学课上的实验材料，超临界二氧化碳，其实是个真正的“能源硬核玩家”。

传统发电靠的是水蒸气驱动汽轮机，效率不高、设备庞大、启动慢不说，还浪费了不少能源。

而“超碳一号”用的，是温度超过31.1℃、压力大于7.38兆帕的二氧化碳，既像气体那样灵活，又像液体那样高密度，简直就是为高效发电量身定制的“神仙工质”。

它的工作原理说复杂也简单，说白了就是把超临界二氧化碳在一个封闭循环系统里高速压缩和膨胀，通过布雷顿循环把热能转成电能。

这个系统的体积只有传统机组的1/25，启动速度飙升了70%，碳排放强度还下降了10%。更关键的是，它能和核能、光热甚至工业余热“无缝对接”，在各种能源场景中都能“插得上话”。

听起来是不是有点像高配版的发电机？但真正让美国卡壳的，是换热器。因为二氧化碳的换热能力只有水的三分之一，这就像让一根吸管去冲咖啡壶，效率可想而知。

美国人为此研究了十年，最后还是被“热稳定性”卡了脖子。美国能源局自己都说，这玩意儿是“工程化的咽喉”。

中国这边不声不响，把难题一桩一桩解决了。

中核集团牵头，联合清华、西工大等一众“学霸”，先是搞出了国产真空扩散焊机，能造出超大面积、耐高压、耐腐蚀的换热器。

又在“两机三器一系统”的设计制造上，实现了全链条国产化。整个系统的核心零部件，全是“中国制造”，没有一颗螺丝钉靠进口。

这套系统的商用能力也不是说说而已。数据显示，对比传统蒸汽发电方式，“超碳一号”的发电效率提升了85%，净发电量提高50%，占地面积减少一半。

在首钢水钢集团的试点项目中，每年可以多发7000万千瓦时电，差不多能养活一个小城市的用电量，同时还能创收近3000万元。

这还只是第一台，如果全国推广开来，工业节能这盘大棋，可就真有得下了。

从技术封锁到全球首发的16年攻坚

故事的起点要追溯到2009年。那一年，中国刚刚启动对这项技术的预研。彼时，美国已经将超临界二氧化碳发电列为战略级技术，重金投入、全球招标，试图在这条赛道上抢占先机。

而中国，连关键设备都买不到，只能靠自己“熬”。真空扩散焊机被禁运了？那就自己搞。材料不行？联合高校重新配方。16年时间拉满耐心条，一点点把“做不出来”变成“别人做不出来”。

技术突破的关键时刻出现在2019年10月。那个凌晨，研究团队带头人黄彦平接到电话：“成功了！”

这通电话，背后是团队连续829天的攻关，是一次又一次系统崩溃后的重新组装，是夜以继日的调试和实验。那一刻，中国成为全球第一个在实验室里稳定输出超临界二氧化碳电力的国家。

可光有实验还不够。真正的考验是在商用化。2023年，项目落地首钢水钢，采用EMC（合同能源管理）模式，从签约到并网，只用了23个月。

这在大型能源项目中近乎“火箭速度”。2025年12月20日，贵州六盘水，“超碳一号”正式并网投运，并连续运行3000小时无故障，交出了一份漂亮的答卷。

在这16年里，项目团队申请专利超过400项，其中65项是发明专利。试验机组累计运行时间超1000小时，为商用铺平了道路。

更难得的是，这不是哪一家企业的孤军奋战，而是中核集团、济钢集团、40多家科研院所和企业的联手合奏。没有举国体制，这样的事几乎不可能在这么短时间内落地。

美国这边呢？十年投入几十亿美元，至今还没走出实验室。美国媒体自己也承认，工程化是个“黑洞”，钱砸进去不见底。

而中国人却用一种务实的方式，把“实验室里的奇迹”变成了“工厂里的常态”。

千亿市场如何重塑能源格局？

技术上的突破，终归要落到市场里去“吃饭”。“超碳一号”不仅是能上的“高科技”，更是能赚钱的“真买卖”。

在首钢水钢的试点项目中，每年凭借余热发电多挣3000万元，投资回收期缩短到3年以内。这种账，谁看了不动心？

如果这套系统推广到全国的钢铁、水泥等高耗能行业，年发电量最少能增加5亿千瓦时，减排二氧化碳40万吨。

以山东为例，工业余热利用率可以从30%飙升到85%。这相当于把原本白白流失的热量变成了真金白银，还顺带给碳达峰、碳中和添了把火。

更深层的意义，在于能源安全。过去我们总说摆脱对石油、天然气的依赖，可替代能源如何高效转化成电力，一直是个难题。

而“超碳一号”不仅能吃工业废热，还能跟核能、光热等清洁能源牵手，未来如果和AI调度系统结合，甚至能实现智能化“源网荷储”一体化，整个电网的效率、稳定性都会被重塑一遍。

国际市场也没闲着。印度塔塔钢铁、阿联酋马斯达尔集团已经表达了引进意愿，欧美也坐不住了。美国能源部宣布追加换热技术研发预算，欧盟则将该技术列入“地平线欧洲”重点方向。

中核集团更是早早布局，启动了“熔盐储能+超临界二氧化碳”示范项目，计划2028年完成，目标直指中东和东南亚光热市场。

换句话说，这项技术不仅能在国内赚钱，还能变成出口“新三样”之后的“第四样”。中国从“制造大国”向“创造大国”的转型，又多了一块实打实的金字招牌。

“超碳一号”的成功不是一时灵光一现，而是十六年沉淀出的厚积薄发。它没有流量，却有力量；没有喧嚣，却已站上全球能源技术的制高点。

中国用一次技术的破局，向世界证明：不靠模仿，也能领先；不靠进口，也能创造。

如果说过去的“中国制造”让世界见识了什么叫“速度与规模”，那么今天的“中国创造”，正在让人重新理解“质量与价值”。

而能源，这个看似“老生常谈”的领域，或许才是新质生产力最沉稳、最扎实的试金石。

未来如何发展，还未可知。但至少，有一个事实已经写在了2025年的年尾：中国，已经不再只是追赶者。