2026年中考化学复习--"超碳一号”：改写发电史的中国硬核科技

【教学素材】 “超碳一号”：改写发电史的中国硬核科技 摘要：我国自主研发的全球首台商用超临界二氧化碳发电机“超碳一号”的核心技术是将超临界二氧化碳直接加热，将其产生的巨大热能转化为电能。发电机组体积紧凑，发电效率高，实现了超绿色发电，经济效益显著，而且具备灵活配电的响应模式。这项技术的实施标志着我国进入新型发电领域世界顶尖行列。 关键词：超碳一号；超临界二氧化碳；发电技术；“双碳”目标 引言 21世纪以来，能源体系转型的浪潮快速席卷全球，超临界二氧化碳发电技术由此成为各国争相竞逐的战略前沿。美国率先提出超碳发电理论，并将该技术纳入国家能源战略核心，欧盟、日本等国也先后开展相关研究，均希望在这场革命中抢占先机。 2009年，由中国核动力研究设计院黄彦平带领的核心团队牵头，我国正式着手开展超临界二氧化碳发电技术的预研工作。这一技术研究从起步阶段就获得了国家层面的高度关注，后续还被陆续归入《“十四五”能源领域科技创新规划》与《2030年前碳达峰行动方案》的重点推进范畴。2025年12月20日，我国自主研发的全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号”在贵州六盘水成功投运（图1），实现了该技术全球新型热力循环工质的首次商用，直接将中国推向新型发电领域的世界顶尖行列！ 那么，超临界二氧化碳发电技术究竟指的是什么？它依靠怎样的工作原理运转？又有哪些核心优势？现阶段的发展状况如何？本文将为您一一解读。 图1：超临界二氧化碳发电试验装置 一、技术原理 当人们聊起发电相关话题时，绝大多数人脑海里都会立刻浮现出“烧开水”的逻辑：即燃料加热水产生水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动进而发电。这套已经沿用了上百年的传统发电模式，存在效率偏低、流程复杂、响应迟缓等短板，难以很好地契合当下能源领域的多元发展需求。而超临界二氧化碳发电技术是在于用“超临界二氧化碳”替代水蒸气，从根本上革新了传统的热功转换方式。 或许你会好奇：“超临界二氧化碳”和我们呼出的二氧化碳是同一种物质吗？答案是肯定的，二者的差别只在“状态”。当二氧化碳处于约31 ℃、74个大气压环境时，会进入“似气非气、似液非液”的超临界形态，这种特殊状态使它成为发电领域的“天选之子”。此时，它的密度接近液体，储能密度大、驱动力强；黏度却接近气体，流动性好、易于压缩传输。更关键的是，它无需经历液态到气态的相变过程，可直接被加热膨胀做功——这一特性让发电流程大幅简化，响应速度也显著提升。 如果把超临界二氧化碳想象为一个“超级快递员”，他的工作流程便可概括为4步：接单“揽件”、极速“配送”、“卸货”发电、“返程”冷却。具体而言，便是从热源处“揽收”巨大热能、带着热能高速冲向涡轮机、膨胀做功将热能高效转换为电能，以及完成任务冷却后恢复初始状态，等待下一次出发。事实上，它并不直接生产能量，而是扮演“能量传递与转化中介”的角色，通过优化转化过程大幅提升热能利用效率，最终实现更高的发电效率。 二、核心优势 这项技术究竟“硬核”在何处？ （1）效率高。数据显示：相比现役烧结余热蒸汽发电技术，其发电效率提升85%以上，净发电量提升50 %以上，相当于每年多发电7000万千瓦时； （2）超绿色。如果将这项技术应用于全国的烧结余热改造，预计每年可以节约标准煤约483万吨，减少CO2排放1284万吨； （3）体积紧凑。相较于传统发电机组，“超碳一号”的设备体积大幅缩小，即便在海上平台、偏远矿区等空间受限的场景，也能灵活部署、大显身手。 （4）响应快。它具备快速启停、灵活调节的特性，能精准适配电网负荷的动态变化，为电网稳定运行提供有力支撑。五是效益好。以大型钢厂改造为例，一套设备改造完成后，年新增现金流可达5000万元，投资3年就能回本！ 三、应用前景 目前，超临界二氧化碳发电技术已进入规模化推广的关键时期，多个重点项目正稳步推进。其中，新疆“熔盐储能+超临界二氧化碳”发电示范项目将于 2028年完成示范应用。此外，该技术还可广泛适配火电、核电、储能、工业余热利用等多个领域，实现陆海全域覆盖。 能源是国家发展的命脉，科技是产业升级的引擎。从技术跟跑到全球领跑，“超碳一号”的成功投运彰显了中国硬核科技实力。未来，随着技术在更多领域落地生根，定将为我国“双碳”目标实现保驾护航，助力中国科技在全球能源变革的舞台上绽放更耀眼的光彩！ 学科网（北京）股份有限公司 $