（来源：中化新网）

　　国家“双碳”目标和构建新型电力系统战略目标的提出，对煤电机组的高效调节能力提出了更高要求。作为一项具有划时代意义的前沿技术，超临界二氧化碳循环发电将成为建设现代能源体系的重要组成部分，对我国实现能源清洁低碳转型具有重大意义。

　　在2024年度陕西省科学技术奖的获奖成果中，西安热工研究院有限公司、西安交通大学、华陆工程科技有限责任公司联合完成的“面向新型电力系统的超临界二氧化碳发电技术及应用”获陕西省科技奖技术发明奖一等奖。

　超临界二氧化碳发电优势明显

　　以风电和光伏为主的新能源具有间歇性和波动性特点，对传统电力系统的灵活性和安全稳定性提出了挑战。传统能源动力转换系统由于系统庞大、热惯性大、调节灵活性差，在现有技术水平下很难进一步突破，难以满足当前能源变革的新要求。

　　超临界二氧化碳循环发电是以二氧化碳为工质，整个循环系统在临界点(7.38兆帕、31.2℃)以上运行的闭式布雷顿循环发电系统，经过压缩、吸热、膨胀和冷却等过程实现能量高效转化，有望改变140多年来以水蒸汽朗肯循环为主导的传统能源动力转换系统格局，在煤炭灵活高效发电、光热储能电站、核能动力等领域具备替代潜力。

　　该成果第一完成人、西安热工研究院清洁低碳热力发电国家工程研究中心副主任李红智告诉记者，超临界二氧化碳循环发电与传统蒸汽发电技术相比，具有发电效率高、全工况灵活性好、一次能源适用性广、系统设备简单紧凑等特点。其发电效率比传统蒸汽机组高3~5个百分点，调节速率是传统蒸汽机组的3~4倍，空冷机组可无水运行，适应缺水和高寒地区。

　核心技术关键设备获重大突破

　　面对超临界二氧化碳循环缺少系统构建原理和高效灵活运行控制策略，二氧化碳近临界点物性变化剧烈、新型换热器结构复杂等挑战，西安热工研究院清洁低碳热力发电国家工程研究中心于2015年12月组建超临界流体先进动力系统初创团队，开始系统性研究。2017年1月，兆瓦级高温高压超临界二氧化碳流动传热基础实验平台建成，拉开5兆瓦超临界二氧化碳机组研制的序幕。

　　随后，西安热工研究院开发了超临界二氧化碳新型动力循环系统构建原理和方法，研发了新工质能量传递过程机理与装备设计制造关键技术、新型动力循环系统灵活高效运行控制技术等，形成了超临界二氧化碳循环发电原创技术发明体系。

　　2021年5月，全球首台5兆瓦超临界二氧化碳发电试验机组在位于西安阎良国家航空高技术产业区的西安热工研究院科研产业基地成功投运。同年10月，机组实现满发并完成长周期验证。2022年2月，经中国特检院第三方性能测试，机组实现2000多小时连续安全稳定运行，各项参数指标均达到或优于设计值;经行业权威专家鉴定评价，研究成果整体达到国际领先水平。

　首个商业化示范机组指日可待

　　2021年，西安热工研究院牵头成立超临界二氧化碳发电技术创新联合体，集成高校、科研院所和动力装备制造企业等40余家单位的优势力量，形成“科学—技术—工程—产业”紧密全产业链，引领超临界二氧化碳发电技术高质量发展。

　　2022年6月，陕西榆林能源集团有限公司与西安热工研究院签订战略合作协议，将应用超临界二氧化碳循环发电技术，建设50兆瓦燃煤超临界二氧化碳发电示范机组。2025年9月，项目入选国家能源局第五批能源领域首台(套)重大技术装备。

　　据了解，该项目拟在榆能集团银河电厂通过扩建方式实施，最大限度利用原有电厂设备及设施，设计为热电联产模式，预计发电效率超过40%，并具有灵活调峰能力，打造我国存量中小煤电新型电力系统的样板工程。项目建成后将成为全球首座具有商用意义的大型高效、灵活、低碳的燃煤超临界二氧化碳循环发电机组。

　　(本系列报道到此结束)