二氧化碳如何发电？

超临界二氧化碳发电技术是核动力院自主研发的前瞻性、战略性、颠覆性技术，颠覆沿用百年的传统蒸汽发电“烧开水”模式。此前，全球首套工程化超临界二氧化碳发电系统“超碳一号”已完成并网调试，即将实现满功率发电。

▲设备厂房内 中国核动力研究设计院供图（资料图）

“超碳一号”总设计师黄彦平解释，水有固、液、气三态，随着环境的温度和压力升高，液、气两相界面消失的状态点就叫做临界点，物质超过该临界点后的状态就是超临界态。二氧化碳也一样，当温度超过31℃，压力升高至73个大气压以上，二氧化碳就会进入超临界状态，即一种连续的流体状态。

把这样的连续流体二氧化碳送进发电系统里，再通过压缩机和换热器把超临界二氧化碳的压力和温度都升上去，这时候，高温高压的二氧化碳就像充了气的皮球一样，推动机器旋转起来，进而产生电能。

成都：“全球首台”超碳一号研发地

时间回到2025年12月20日，位于成都的中国核动力研究设计院研发的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，这也是超临界二氧化碳余热发电技术“超碳一号”的全球示范工程。

全球首台商用超临界二氧化碳发电机组成功商运，是世界范围内超临界二氧化碳发电技术首次工程化应用。

这一“全球首台”的研发地，是位于成都的核动力院。“高科技研究院为我们奠定了科研基础，而成都这座城市本身也具有强大的人才吸引力──就业机会多、生活便利，吸引了来自全国各地的优秀毕业生。”黄彦平表示，“我们核心团队几十人，几乎都来自985高校并拥有博士学位，平均年龄仅35岁左右，是一支非常年轻的队伍。这也是我们能在这一技术上走到全球前列的重要原因之一，既有人力资源的支撑，也有城市环境的支持。”

▲厂房外景 中国核动力研究设计院供图（资料图）

在黄彦平看来，成都完善的产业基础也为技术研发提供了重要助力。“研发过程中涉及多项关键核心技术，离不开四川和成都本地企业的协作。”他回忆道，最初开展超临界二氧化碳发电技术研究时，相关产业链几乎为零。团队只能一步步向企业解释技术需求，并依托现有工业动力装备制造基础进行共同探索。例如，面对关键设备“压缩机”的问题，联合东方电气参考了燃机技术进行设计。