熔盐储热耦合CO2发电示范开工

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华能山东八角电厂,一台50MW的超临界CO2发电机组,外加一套100MW/400MWh熔盐储能系统正式开工。这是全球首个把熔盐储热和超临界CO2发电耦合到一起的商业示范工程,落点是国家科技重大专项“二氧化碳热力电池”载体工程。

这套组合干的事不复杂。用电低谷时,把火电机组富余的电能加热熔盐存起来。用电高峰时,高温熔盐把CO2加热到超临界态,推动透平做功发电,还能顺带供热供汽,实现储能、发电、供热、供汽一体化。机组可以在0到100%负荷之间连续调节,调峰速度是传统蒸汽机组的四倍以上。背后是一条更根本的发电路线变化,人类烧了一百多年水蒸气,开始试着用CO2做功。

一、美国起步早反而踩了刹车

把发电工质从水蒸气换成超临界态CO2,道理很朴素。CO2在临界点以上既像气体又像液体,能量密度高、体积小、理论热效率能超过50%,而传统蒸汽朗肯循环只在三分之一左右。这意味着发同样一度电,设备更小、热损失更少。

美国在这条路线上布局最早。NET Power的Allam-Fetvedt循环2018年在德州La Porte点火,2021年并网,累计运行超1500小时。但2026年它做了大额减值,La Porte项目账面价值归零,9月8日与Baker Hughes暂停了utility-scale商业计划,商业化步伐明显放慢。

桑迪亚国家实验室2012年建起首套闭环再压缩布雷顿循环试验台,称sCO2热电转换效率可比蒸汽高约一半,2026年8月还和Elemental Nuclear签了战略协议。

西南研究院STEP 10MWe是全球最大间燃式sCO2试验装置,2024年5月首次并网发电,总投资约1.69亿美元。Echogen,现在属于西门子,旗下EPS100是8MW闭式CO2热回收系统,和西屋在斯洛伐克探索用超临界CO2做长时储热耦合电网。

熔盐储热这边,长时储能在风光高渗透电网下需求正在快速抬升,叠加工业脱碳和火电灵活性改造,行业增速不慢,但具体市场规模各家机构口径差异大,这里不展开数字。

二、国内从超碳一号冲到睿碳号

国内在sCO2这条路线上起步晚了十几年,但商用节奏反而走到了前面。2025年12月,贵州六盘水投产了全球首台商用超临界CO2机组“超碳一号”,中核集团核动力院牵头,济钢国际和首钢水城参与,做的是2乘15MW烧结余热发电。2026年5月第二台并网,两机组合计30MW,是目前全球规模最大、运行最成熟的sCO2商用标杆。中核首席科学家黄彦平团队攻关了十七年,按公开口径技术领先全球约五年。

睿碳号在这个基础上再上一个台阶。50MW是目前全球最大的sCO2发电机组,配上100MW/400MWh熔盐储能,不再只做工业余热回收,而是直接对接电网调峰和长时储能场景。规划2027年投产。项目推进会同步带起压缩机、CO2透平、印刷电路板换热器、干气密封等一批关键核心设备的国产化迭代。

国内目前在建十二个大型熔盐储热耦合火电灵活性改造项目,贡献了亚太区域新增装机的61.2%。首航高科是全球头部的熔盐储热设备供应商,承接了国内外不少项目。

三、小结

超临界CO2发电加熔盐长时储能这条组合,电变热、热变电,为大规模消纳风光、提升火电灵活性提供了一条新路径。这条路线理论热效率高、设备紧凑,但50MW级机组长期可靠性和经济性还没被充分验证,仍是商业化早期的试金石。

美国试得早却在商业化上踩了刹车,国内则从余热回收切入,先把超碳一号跑通、再用睿碳号直接上50MW加储能的一体化示范,节奏上抢到了先手。从超碳一号到睿碳号,压缩机、透平、换热器这些核心设备一步步国产化,先进动力循环装备产业链正在被拉动。

把设备做小、热损失压低、长时储能串到火电灵活性改造里,这场发电介质的换代,国内正把技术领先写进工程现场。

敬畏市场,立足产业,深耕逻辑,永远在路上。

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