超临界二氧化碳循环发电技术是以二氧化碳为循环工质的新型热力发电技术，通过将二氧化碳加压加热至超临界状态驱动气轮机发电。该技术较传统蒸汽机组具有热电转换效率高（效率提升3-5%）、设备体积缩小至1/25、单位发电量碳排放强度降低10%以上等优势 。超临界二氧化碳在温度超过31.1℃、压力高于7.38MPa时呈现兼具气体流动性与液体高密度的物理特性，其布雷顿循环系统启停速度较传统蒸汽机组提升70% 。在四代核电领域可实现效率提升8-10个百分点，并适用于核聚变领域 。
我国首座自主研发的5兆瓦试验机组于2021年12月在西安投运，核心设备国产化率100%，申请专利超过400项（其中授权发明专利65项），累计运行超1,000小时验证改造可行性 。该机组容量为世界最大，打破国外公司长期垄断，并实现0-100%全负荷调峰能力 。2025年9月，由西安热工研究院有限公司、中国电机工程学会主办的超临界二氧化碳动力循环与多能互补系统国际会议在西安召开，推进该技术在全球范围内的研发合作 。西安热工研究院已建成国际首台用于太阳能光热和四代核电铅铋微堆的超临界二氧化碳发电试验台，并联合40家单位组成创新联合体推进50兆瓦商业示范电站建设 。西安交通大学自主研制的超临界二氧化碳循环发电系统综合试验平台实现发电运行，突破系统构型设计、核心机融合设计等关键技术。该技术入选《“十四五”能源领域创新规划》重点示范项目，其试验机组于2021年获评“中国能源好物” 。2025年12月20日，全球首台商用超临界二氧化碳发电机组在贵州六盘水成功商运，这也是超临界二氧化碳余热发电技术“超碳一号”的全球示范工程 。
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