近日，全球“超碳一号”示范工程在我国成功实现商用超临界二氧化碳机组发电，首破技术领先全球五年。难关年
位于贵州六盘水的中国首钢水城钢铁厂2×15兆瓦烧结余热发电机组，外观上与普通烧结余热发电机组相似，科研实则大不相同——它首次应用超临界二氧化碳作为热力循环工质实现高效发电，领先星亿开户成为全球首台投入商业运行的全球超临界二氧化碳发电机组，项目命名为“超碳一号”示范工程。首破
中核集团首席科学家、难关年“超碳一号”总设计师黄彦平表示：我们是中国国际上唯一实现机组满发状态下长期稳定可靠运行的团队，“超碳一号”更是科研全球首个成功将其推向工业化商业运营的团队。
记者：“领先别人多少？领先”
黄彦平：明确的，是全球五年。（）
黄彦平：超临界二氧化碳发电技术代表了21世纪发电领域的首破前沿方向。若我国能占据领先位置，难关年便有望长期维持在该技术领域的优势地位。
在当前工业余热发电、火力发电乃至核电等传统发电领域，主流技术仍以蒸汽机发电为主，通过水作为热力循环介质，将其加热为蒸汽后驱动汽轮机进行发电。星亿注册而超临界二氧化碳发电技术则实现了根本性转变：不再烧水，而是对超临界状态的二氧化碳进行加热加压，利用其高效率特性推动涡轮机实现发电。
黄彦平：这张图基本反映了当前我们所有动力构型的设计布局。
记者：“从哪开始？”
黄彦平：通常指的是热源，在“超碳一号”中，具体就是烟气换热器。
黄彦平：“就是余热，二氧化碳在管子里面走，它在管子外头加热，把二氧化碳加热就好了。”
记者：二氧化碳从何处来，又流向何方？
黄彦平：二氧化碳在被加热并吸收热量后进入透平机，随即释放能量，推动涡轮旋转，从而带动发电机产生电能。
超临界二氧化碳发电技术凭借高效能、紧凑结构、快速响应及节能环保等革命性优点脱颖而出。以“超碳一号”示范工程为例，其设备占地面积仅为传统蒸汽发电机组的一半，发电效率却提升85%以上，净输出电量增加逾50%。得益于这些显著优势，该技术还能突破传统发电模式的场景限制，在常规电力生产、新能源储能以及对运行条件有特殊要求的领域展现出广阔应用潜力。
黄彦平与超临界二氧化碳发电技术的缘分始于2009年。在一次专题研讨会上，他收到我国核动力领域资深专家孙玉发院士托人转交的一张手写纸条，内容指出该技术具备研究价值，值得深入探索。彼时，作为中国核动力研究设计院的核心科研带头人，黄彦平正专注于第四代核电技术中的超临界水冷堆研发工作。
在全球范围内，超临界二氧化碳发电的理论框架早在20世纪中后期便已奠定。进入21世纪初，随着对能源效率提升的迫切需求日益凸显，该技术构想才逐渐聚焦于发电应用方向。当黄彦平带领团队开始深入研究超临界二氧化碳发电技术时，这一领域的工程化实践仍处于空白状态。
黄彦平：我此前花了三年时间深入研究，从热能动力的基础理论看，这一路径完全可行。首先必须突破换热技术瓶颈，若无法实现大型换热设备的研发与应用，这种动力形式就无法推进。
尽管超临界二氧化碳发电技术优势突出，但其核心瓶颈在于系统回热量大，而二氧化碳本身的换热能力较弱，仅约为水的1/3，若想实现高效发电，就必须具备充足的换热面积。因此，开发一款兼具超大换热面积，并满足耐压、耐腐蚀等严苛要求的换热器成为关键突破点。然而，这类新型换热器的研发离不开专用的真空扩散焊机，最初团队遍访国内厂家，却无一家可提供该设备。
黄彦平：2016年为尽快推动原理机落地，我们曾赴英国采购设备，买回一台机器仅用于扩散焊工艺，成本极高。可从那以后，对方明确告知——再不会卖设备给我们了。这次经历对我们触动很大，团队一致决定：只能靠自己。后来在西北工业大学找到一位材料焊接领域的专家，我向他请教能否用该原理实现设备制造，他说理论上完全可行。我由衷感谢早期与我们合作的这些前辈。也希望能有更多国内团队加入进来，共同推进这类新技术的发展——技术越多人参与，前景就越广阔。
黄彦平：这项技术应用前景广泛，一旦有更多人参与，自然会涌现出聪明人提出创新思路，推动其不断进步。说得直白点，就是“抱团取暖”。人多力量大，技术的认同度也就高了。不像2013年我说超临界二氧化碳发电时，别人还觉得我疯了——二氧化碳不是排放物吗？怎么还能用来发电？现在这种情况不会有了。这技术确实可行，也是国际前沿方向。
历经七年，在科研经费受限的情况下，黄彦平率领团队完成了基础理论研究与试验平台建设，使超临界二氧化碳发电技术于2016年步入实验室测试阶段。
2019年伊始，超临界二氧化碳发电技术迈入至关重要的实验室小型发电验证期，然而接二连三的失败，使黄彦平度过了其科研生涯中最艰难的一段时光。
黄彦平：之前投入的大量资金恐怕都打了水漂，那时候我压力极大，头发就这么白了，几乎全是因为这事熬出来的。后来我真的快撑不下去了，感觉多年的努力仿佛化为乌有，前面七八年的坚持好像都没了指望。
让黄彦平至今难以忘怀的是，2019年10月的一个凌晨，当时正在北京出差的他突然接到实验室团队负责人的电话。
黄彦平：当时我手在抖，接起电话，一句话没说，他就丢下一句“成了”。房间里是凌晨三点多，我愣住了，他立马把电话挂了。挂完后，我好像回过神来，赶紧又打回去，问到底怎么回事？那时候大厅里好多人都哭了，真的太不容易了。我马上赶去机场，买了最早一班航班回来。因为我们离得近，直接冲到实验室，一看满功率运行，状态居然挺好，操作特别稳定。我们立刻上报——这是国际上第一台把这台机器跑通的。
黄彦平率队成功实现兆瓦级实验室规模超临界二氧化碳系统的满功率稳定发电，标志着我国在该技术的实验阶段取得关键性进展。（）
黄彦平：这项技术问世后，很快就在国际上引起关注。对从事相关研究的同行而言，最大的意义在于提供了精神上的鼓舞。毕竟，面对一项全新技术，若无人率先实现实际应用，许多科研人员难免心中忐忑。
超临界二氧化碳发电技术正日益受到全球关注，2017年即被美国列为国家能源领域战略性前沿技术的第二位。此后，该技术也纳入我国《“十四五”能源领域科技创新规划》，成为重点推动的前沿能源技术之一。
黄彦平：后来不少专家提出疑问，担心长时间运行的稳定性与可靠性。我回应说，唯一的方法就是造一台机器，让它持续运转。这台设备每天的水电费用将近20万元。
高昂的成本使得后续的验证试验难以推进。2022年8月，局势出现转机，济钢国际董事长高忠升主动前来洽谈商业合作。
黄彦平：很多人不愿做第一个尝试的人，他来之后，我直接问了他三个问题：你们觉得我这个是新技术吗？你们有资金吗？有厂房地址吗？我说，这三点少一样都成不了事。
与济钢国际的合作迅速达成共识，2023年底，“超碳一号”示范工程——首个将超临界二氧化碳发电技术用于钢铁厂烧结余热发电的项目，在首钢水城钢铁厂正式开工。
经过两年攻坚克难，“超碳一号”示范工程顺利实现商业运营，企业由此每年额外发电逾7000万度，发电收入增加接近三千万元。（）
黄彦平：“超碳一号”工程化的过程让我真正把这项技术从原理到实际应用完整打通了。在实验室里实现如此大规模的运行，显然不是一两个亿就能搞定的事；但电厂发电必须持续运转，这样一来，我就可以利用他们的余热为别人发电——他们赚取电能收益的同时，我的系统也得到了充分验证。连续运行3000小时毫无问题，不就证明了嘛？这相当于实验室的科研成果已经走出象牙塔，在工业场景中完成了多项工程化试验。