12月8日，中國華能集團(tuán)有限公司自主研發(fā)的世界參數(shù)最高、容量最大的超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電試驗(yàn)機(jī)組在華能西安熱工院順利完成72小時(shí)試運(yùn)行。該機(jī)組發(fā)電功率為5兆瓦，其成功投運(yùn)驗(yàn)證了超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電技術(shù)工業(yè)運(yùn)行的可行性，有望徹底改變傳統(tǒng)熱力發(fā)電技術(shù)140多年來以水蒸汽為主流工質(zhì)的發(fā)電方式，標(biāo)志著我國在超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域已處于世界領(lǐng)先水平，為進(jìn)一步提升能源利用效率、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供了重要路徑。
超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電技術(shù)是熱力發(fā)電領(lǐng)域一項(xiàng)重要的變革性技術(shù)。不同于傳統(tǒng)主流熱力發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)以二氧化碳為循環(huán)工質(zhì)，具有熱電轉(zhuǎn)換效率高、動力設(shè)備和系統(tǒng)體積小、靈活性好等顯著優(yōu)勢。該技術(shù)在主氣溫度600℃的條件下，熱電轉(zhuǎn)換效率較蒸汽機(jī)組提升3～5個(gè)百分點(diǎn);相同裝機(jī)容量時(shí)，透平主軸長度只有蒸汽輪機(jī)的1/25;可實(shí)現(xiàn)0～100%全負(fù)荷調(diào)峰。
近年來，美國、法國、日本、韓國等國家的頂級研發(fā)機(jī)構(gòu)和電力企業(yè)紛紛圍繞該技術(shù)開展了一系列基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化布局，力圖搶占該領(lǐng)域的技術(shù)主導(dǎo)權(quán)。2014年，華能在沒有任何相關(guān)借鑒技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，啟動該技術(shù)前期研究，依托西安熱工院牽頭組建創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合國內(nèi)頂級高等院校、科研院所、設(shè)計(jì)單位、制造企業(yè)和工程建設(shè)單位等創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈上下游30余家機(jī)構(gòu)開展集智攻關(guān)，歷時(shí)7年，成功攻克了循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)建、核心設(shè)備設(shè)計(jì)、機(jī)組制造安裝、整套啟動運(yùn)行等多個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)難題，自主設(shè)計(jì)制造出包括超臨界二氧化碳鍋爐、印刷電路板式換熱器、透平、壓縮機(jī)、干氣密封在內(nèi)的多個(gè)關(guān)鍵裝置，核心設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到100%。
試驗(yàn)機(jī)組72小時(shí)滿負(fù)荷運(yùn)行期間，最高溫度600℃，最高壓力20兆帕，發(fā)電功率5兆瓦，系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)安全穩(wěn)定運(yùn)行。下一階段，華能將積極推動超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電技術(shù)在高效光熱、電熱儲能、先進(jìn)核電和靈活火電等領(lǐng)域的研發(fā)與應(yīng)用，計(jì)劃在“十四五”期間建成50兆瓦超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電商業(yè)示范電站，為我國繼續(xù)保持熱力發(fā)電領(lǐng)域技術(shù)全球領(lǐng)跑，加快構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系貢獻(xiàn)更大力量。
同期，西安熱工院牽頭成立了超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體，旨在為我國繼續(xù)引領(lǐng)世界熱力發(fā)電技術(shù)發(fā)展提供科技創(chuàng)新高地、成果轉(zhuǎn)化平臺和體制機(jī)制保障。創(chuàng)新聯(lián)合體由清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、中國原子能科學(xué)研究院、中國科學(xué)院電工研究所、哈爾濱鍋爐廠等40家高校、科研院所和龍頭企業(yè)組成。聯(lián)合體成員將加快推進(jìn)超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用及標(biāo)準(zhǔn)化工作，努力取得一批原創(chuàng)性、引領(lǐng)性重大科技成果，助力我國加快實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)。
