中國科學家團隊成功將超臨界二氧化碳發電技術從實驗室推向商業應用，全球首台商用機組「超碳一號」已於 2025 年 12 月 20 日在貴州六盤水首鋼水城鋼鐵廠正式投入商業運行。
項目由中國核動力研究設計院、濟鋼集團國際工程技術有限公司及首鋼水城鋼鐵集團共同開發，預計每年可為工廠新增發電量 7,000 多萬度，創造近 3,240 萬港元（約 3,000 萬人民幣）發電收益。
顛覆傳統發電模式
傳統工業餘熱、火電及核電領域普遍採用以水為介質的蒸汽發電技術，原理類似「燒開水」，用熱量將水變為水蒸氣推動汽輪機轉動發電。「超碳一號」首次將超臨界二氧化碳作為熱力循環介質應用於高效發電領域，將「燒開水」變為「燒超臨界二氧化碳」，通過對超臨界二氧化碳加溫加壓驅動渦輪發電。
技術原理與優勢
當溫度高於 31℃、壓力超過 73 個大氣壓時，二氧化碳進入超臨界狀態，兼具液體高密度與氣體低黏度特性。技術總設計師黃彥平表示，超臨界狀態下二氧化碳在循環發電過程不發生相變，無需經歷氣液轉換過程，系統熱損大幅降低，發電效率顯著提升。
相比傳統蒸汽發電，「超碳一號」具效率高、體積小、響應快等突破性優勢。裝機容量 15 兆瓦的「超碳一號」裝置佔地僅原蒸汽機組一半，發電效率提升 85% 以上，淨發電量增加超過 50%。
應用前景廣闊
黃彥平強調，超臨界二氧化碳發電技術是 21 世紀發電技術前沿方向，保持此領域領先地位對中國具重要意義。初步測算顯示，若將這技術應用於全國燒結餘熱改造，除鋼鐵行業外，也能為水泥、玻璃等其他行業餘熱利用帶來技術變革。
項目於 2023 年底在貴州六盤水首鋼水城鋼鐵廠動工，期望將超臨界二氧化碳發電技術應用於鋼鐵廠燒結餘熱回收。經過兩年建設後成功投入商業運行，標誌中國在這一全球能源戰略性前沿技術領域，率先實現從實驗室到商業應用突破。相比之下，美國能源部支援的 STEP 設施雖然在 2024 年實現初步發電，但裝機容量約 10 兆瓦，目前仍處於系統驗證及風險評估實驗階段。
來源：世界新聞網
