热电效率高于传统电厂，“超碳一号”为全球能源格局注入中国变量

21世纪经济报道记者费心懿

从实验室到商业运营，中国用十多年时间走完了超临界二氧化碳发电的“死亡之谷”，实现了全球首台的突破。

近日，一条消息让全球能源界都为之振奋。

12月20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钢集团成功商运。中核集团首席科学家、“超碳一号”总设计师黄彦平表示，“我们是国际上唯一能把机组做到满发长期稳定可靠运行的团队，‘超碳一号’也是全球第一次，能够把它工业化商运的团队。”

超临界二氧化碳发电技术的基本原理与传统火电厂、核电厂基本无二异，均是通过吸收外部热量，并将热量转化为机械功，然后驱动发电机，而区别在于工作流体和用于从热中提取功的热力循环。

近些年来，该技术在世界上逐渐受到重视。2017年，该技术被美国列为国家能源领域战略性前沿技术第2位。随后，多国纷纷布局研发，但受限于高温高压环境下核心装备的设计制造、系统集成等技术瓶颈，该技术在全球范围内长期处于实验室研究和小范围试验阶段。

我国同样高度重视这一关键技术。2022年《“十四五”能源领域科技创新规划》将超临界二氧化碳发电技术列入国家重点推进的前沿能源技术之一。

文件提出，要集中攻关开展S-CO2基础物性研究、闭式热力循环以及发电系统集成优化等关键技术研究，掌握适配不同热源的S-CO2发电系统及关键设备设计制造技术。示范试验方面，研制S-CO2（闭式）燃煤锅炉、透平、压缩机、高效换热器等关键设备，开展10～50MW级S-CO2发电工程示范及验证。

2025年12月20日，全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号”在贵州六盘水首钢水钢集团成功商运。该工程由中国核动力研究设计院、济钢国际、首钢水城钢铁共同推进，东方电气集团所属东方汽轮机、东方电机为其提供自主研制的压气机、透平机、电动机、发电机等。

具体来看，得益于超临界二氧化碳的物质属性，相比现役烧结余热蒸汽发电技术，“超碳一号”在余热利用率上提升超过85%、净发电量提升50%以上。但与此同时，需要实现扩散焊接工业母机、高效紧凑换热器等关键技术的攻关。

在未来，除了钢铁余热场景的应用，超临界二氧化碳发电技术在光热、核反应堆等场景亦有广阔的应用空间。

中国科学院电工研究所在2024年宣布，经过5年技术攻关、工程建设，首座超临界二氧化碳光热发电机组研制成功。第三方测试结果表明，该发电机组发电功率、热功转换效率等各项指标，全面达到项目任务书要求。位于新疆的“熔盐储能+超临界二氧化碳发电”新能源储能发电示范项目预计2026年上半年开工建设。项目利用风电光伏富余电力加热熔盐，在电网需要时，高温熔盐通过超临界二氧化碳将热能快速转化为电能。

此外，超临界二氧化碳发电技术在海上油气钻井平台、大型船舶等对设备体积要求较高的领域也有广阔应用前景。

前沿技术的商业化落地离不开产业链上下游的协同支撑。随着全球首台机组成功商运，超临界二氧化碳发电技术的产业化进程加速推进，相关上市公司作为核心参与者，纷纷通过投资者互动平台或公告回应市场关切，披露技术储备与业务布局，彰显产业链配套能力。

国电南自（600268.SH）在2026年1月7日在投资者互动平台回答称，公司DCS系统、压缩机CCS控制系统、汽轮机DEH控制系统等产品具备适配超临界二氧化碳发电等新型高效热力循环的电厂自动化控制系统能力。公司将持续关注并积极把握新技术为公司带来的业务机遇和市场机会。

有投资者此前向东方电气（600875.SH）提问，请问贵公司的“超超临界发电机组”的市场预期如何？超超临界发电机组技术是否仅火力发电？对此，东方电气12月31日在投资者互动平台回答称，超超临界发电技术目前主要应用于高效清洁煤电领域，但其应用原理并不局限于燃煤。

被问及公司超超临界技术的市场规模大约有多大时，东方电气12月31日在投资者互动平台回答称，公司超超临界市场占有率大约为三分之一。

此外，记者注意到，2023年3月17日，首航高科（已退市）公告与中国船舶集团有限公司第七〇四研究所签订超临界二氧化碳发电系统首台套合同，推动光热与储能技术产业化，合同标的为超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统研制（一期）首台套透平发电机组、附属设备及调试服务，合同总金额为650万元。

2015年9月，金通灵（*ST金灵，300091.SZ）公告与中科热物理所签署了超临界二氧化碳布雷顿循环发电技术咨询服务协议。项目服务内容包括，金通灵将自主开发10MWeSCO2布雷顿循环发电系统，分三阶段推进：关键技术验证、1MWe小功率系统示范、10MWe系统与太阳能聚光储能联调。中科热物理所提供技术咨询服务，内容涵盖SCO2压缩机与膨胀机的气动计算、转子动力设计、机械强度计算等，并提供现场制造、安装与调试指导。服务期限36个月，总费用1140万元。

尽管中国已经初步实现了超临界二氧化碳发电产业链横跨新材料、高端制造、自动控制等多个领域的产业链生态布局，但挑战依然存在。业内专家指出，长期稳定运行的可靠性验证、不同热源场景的标准化适配、运维体系的建立，仍是需要跨越的门槛。