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2023年，由中核集团中国核动力研究设计院、济钢集团国际工程技术有限公司、首钢水城钢铁（集团）有限责任公司共同推进建设2台15兆瓦发电机组，“超碳一号”示范工程是其中一台。

2023年年底，“超碳一号”正式动工。2025年11月，“超碳一号”并网发电调试成功，一个月后顺利实现商业运行，我国就此成为全球首个将这项技术商业化的国家。

传统火力发电、核电乃至各类蒸汽发电，本质都是用热量将水变为蒸汽，推动汽轮机转动来发电，可简称为“烧开水”模式。但实践中，水这一介质在系统复杂度、效率、紧凑性、响应速度等方面存在不足。

“超碳一号”以超临界二氧化碳作为循环工质，通过构建闭式布雷顿循环实现高效稳定做功。得益于超临界二氧化碳的物质属性，“超碳一号”具有效率高、系统紧凑、辅助系统少和机动性强的核心优势，有助于突破世界范围内中小功率规模、中高温热源高效利用的技术瓶颈，通过高效的热电转换，能显著减少温室气体排放，降低对环境影响，推动传统产业绿色低碳改造升级。

世界范围内，超临界二氧化碳发电的理论基础形成于20世纪中后期。21世纪初，该技术构想逐步聚焦于发电应用。2018年，超临界二氧化碳发电技术入选《麻省理工科技评论》“全球十大突破性技术”。2021年，我国在《“十四五”能源领域科技创新规划》中将该技术列为重点推进的前沿能源技术。

自2009年起，我国技术团队开展超临界二氧化碳发电技术研究，用7年时间完成了基础理论研究和试验平台搭建，2016年进入实验室测试，2019年实现小规模发电验证。经过多年的探索，团队攻克了从设计、制造到集成应用的系列关键技术，建立了超临界二氧化碳发电技术研发体系并完成技术验证。

技术团队在研发过程中集合了东方电气集团、西安交通大学、西北工业大学、清华大学、四川大学等国内优势企业和高校团队。经过10余年的攻关，我国的超临界二氧化碳发电技术产学研体系基本建立，全国产化产业链条基本成形，具备全面工程应用条件。

除“超碳一号”示范工程外，中核集团于2024年启动了“熔盐储能+超临界二氧化碳发电”示范项目，项目已入选国家能源领域第五批首台（套）重大技术装备，预计2028年完成示范应用。

未来，“超碳一号”有望向更大功率、更高温应用场景拓展，可以与各种热源组合成发电系统，在光热发电、余热发电、储能发电等领域具有良好的应用前景。