我国已将世界上第一台商用超临界二氧化碳发电机投入使用——这是我国核工业集团公司（CNNC）率先研发的一项革命性清洁能源技术。

据我国核工业集团公司下属的我国核电研究所在社交媒体上发布的消息，这台使用二氧化碳而不是蒸汽来传递热量的发电机，已从我国西南贵州省的一家钢铁生产厂接入电网，利用废热发电。

一旦投入运行，这两台15 兆瓦的发电装置在捕获和利用钢铁生产中的废热发电方面，预计比现有的蒸汽发电技术效率高出 50%。

这也标志着下一代核反应堆和先进能源系统的变革性飞跃，因为这些高效、紧凑的电力系统可以用于为移动核电源、航天器和聚光太阳能发电厂发电。

我国核电研究院与济港国际工程技术有限公司合作的这个项目，有望为未来的机组建设奠定基础。

据该研究所称，位于六盘水市首钢水城钢铁厂的超临界二氧化碳废热发电机是世界上第一台商业并网的同类机组。

火力发电厂通常依赖于两种主要的热力循环。朗肯循环用于蒸汽发电厂，其原理是将水煮沸直至变成水蒸气，然后利用水蒸气驱动汽轮机发电。

布雷顿循环用于燃气轮机和喷气发动机，其原理是将气体压缩到高压，然后加热，使其膨胀并驱动涡轮机。

超临界二氧化碳发电依赖于使用处于超临界状态的二氧化碳，即高于临界压力和温度的二氧化碳，此时二氧化碳同时具有气体和液体的特性。

这可以利用废热作为动力，包括烧结过程中产生的废热——烧结是一种用于压实和粘合钢粉的工艺。废热的温度可以达到700摄氏度（1292华氏度）以上。

据我国科学院力学研究所称，当使用高温热源时，蒸汽发电厂中使用的朗肯循环的效率限制在40% 左右。

相比之下，超临界二氧化碳的特性使得即使在高温热源的情况下，发电效率也能达到50% 以上。

据机械学会称，超临界二氧化碳的密度也比蒸汽大，这意味着可以用更小的涡轮机和其他部件制造出发电量相同的装置，这使得它们有望用于船舶和航天器等密闭空间。

我国核电研究院对超临界动力装置的研究和开发已有十余年历史。

2019年，该研究所在实验室实现了稳定、全功率的超临界二氧化碳发电。

2023年10月，该研究所开始建造新的机组，这些机组能够为大约3万个美国家庭供电。

世界其他地区也在测试超临界二氧化碳发电装置，其中包括超临界转型电力（STEP）示范试验工厂。该项目由GTI Energy牵头，并由美国能源部资助。

据称，在Step 项目下，位于德克萨斯州圣安东尼奥的一座 10 兆瓦电力 (MWe) 试点发电厂于去年 9 月完成了第一阶段的测试。

在此阶段，该电厂在500 摄氏度的温度下达到满负荷运行速度，产生 4 兆瓦并网电力——足以供应 4000 户家庭用电。

其最终测试阶段的目标是达到10 兆瓦的功率，运行温度为 715 摄氏度。