首个熔盐+超临界二氧化碳电厂在烟台开工@心智观察所

「全球首个！中国押注熔盐和二氧化碳技术满足电力需求」

2026年9月中旬，在山东半岛沿海的烟台市八角电厂内，伴随着轰鸣的工程机械声，一项名为“瑞碳号”示范工程的全新项目拉开建设序幕。这处施工现场之所以吸引全球能源界的目光，在于它是全球第一个将超临界二氧化碳发电与大规模熔盐储能深度融合的工业级电厂。

在此之前，这两项技术大多停留在实验室中、小规模试验平台或彼此孤立的示范工程里。如今，它们被并联在同一个火力发电基地内部，试图解决困扰全球新能源转型的最大阵痛。

伴随太阳能电池板在荒漠与屋顶上如地毯般铺展，巨型风机在海风与高原上昼夜转动，电网却常常在烈日当空或狂风呼啸时陷入甜蜜的烦恼。仅在2026年上半年，中国因为电网无法全额消纳而无奈弃掉的风电与光伏电力就高达360太瓦时，同比增幅达到49%。电力系统需要一种可以在发电过量时把能量大口吞下、在需求猛增时瞬间吐出强劲电能的全新工具，烟台的这一工程便是为破除这种供需错位而落下的关键一子。

熔盐储热与超临界二氧化碳：热能充电宝与高密度工质

说到这项新工程的妙处，不妨先看看两个主角究竟拥有怎样的奇特本领。许多人听到盐这个词，脑海里浮现的往往是厨房里的白色调味颗粒。在工业与热力学领域，盐是一个庞大的家族。工程人员采用的熔盐，通常由硝酸钾、硝酸钠或某些三元混合无机盐按科学比例配制而成。它们在常温常压下是干燥结实的固态结晶，与普通矿盐外观没有太大区别。一旦通过加热装置将环境温度推高到摄氏150度到200度以上，坚硬的盐块就会彻底融化，变成清澈而流动性极佳的高温液体。

全文要点速览

液体形态的无机盐有一项非同寻常的本领，那就是极擅长吸收和储存热量，并且在几百度的高温烘烤下依然不沸腾、不分解、不挥发，内部压力极低，就像一锅极其稳定沉静的热油。工程师把这些液体注入包覆着厚厚保温层的巨大金属储罐中，哪怕在北方寒冬的旷野里静置数日，里面的液体热量散失也微乎其微。正因如此，熔盐充当了巨大的热能充电宝。低谷时段多余的电能可以通过电加热器或者工业蒸汽把熔盐加热到摄氏390度甚至更高，将电能转化成庞大的热库储存起来；待到用电高峰，再把高温熔盐引入热交换器，把热量原原本本地释放出来。

这项工程的另一位主角是二氧化碳。在大众印象里，二氧化碳是制造温室效应的气体，或是碳酸饮料里滋滋作响的气泡。可是，只要把它封进耐高压的金属管道，施加超过73个大气压的压强，并将温度加热到摄氏31度以上，二氧化碳分子内部就会发生令人称奇的物理突变。

此时的二氧化碳既不是纯粹的气体，也不是纯粹的液体，科学界称其为超临界流体。它像气体一样毫无阻碍地穿透各种狭窄缝隙，具备极低的黏滞阻力与极快的扩散流动能力；同时，它的分子密度却被强压挤压得接近水等液体状态，具备极高的质量密度与惊人的储热传质本领。这种介于气态与液态之间的特异流体，在闭式管道内部循环穿梭，俨然化身为一股动力极其恐怖的高密度能量风暴。

超临界二氧化碳打破蒸汽机两百年的动力统治

自从詹姆斯·瓦特改良蒸汽机以来，人类文明的基础电力绝大多数依赖同一套古老而熟悉的逻辑运转。煤炭燃烧、铀核裂变或者燃气喷射释放热量，将锅炉中的水煮沸成为高压水蒸气，蒸汽在狭长管道中高速喷涌，猛烈冲击巨大的钢制叶片，带动汽轮机飞速旋转，进而驱动发电机向电网源源不断输送电流。

这套以水蒸气为工质的热力循环在过去2个多世纪里统治着全球动力工业，但它也有难以克服的物理死穴。水在常压下的沸点只有摄氏100度，要让水蒸气具备强大的膨胀做功能力，必须通过复杂的锅炉系统将其加热到数百摄氏度，这会产生动辄上百甚至数百个大气压的超强蒸汽压力。水蒸气在高温高压下具有强烈的化学腐蚀性，一旦离开高温区又极易凝结成微小的水滴，水滴在高速撞击叶片时会对汽轮机构成严重磨损。更麻烦的是，水蒸气的分子密度相对稀薄，为了收集足够的冲击力，传统的蒸汽轮机体型庞大得犹如几层楼高的钢铁巨鲸，整座厂房必须为之留出宽阔空间。蒸汽发电对冷却水源极度渴求，庞大的冷却塔每时每刻都在向天空蒸发大量水汽，使得传统热电厂必须依附在大江大河、湖泊或海岸线旁边。

超临界二氧化碳循环彻底颠覆了这套延续已久的工业传统。因为处于超临界状态的二氧化碳拥有类似液体的巨大密度，同等质量的工质所占体积远远小于水蒸气。这意味着推动同样容量的发电机，超临界二氧化碳透平叶轮的尺寸可以压缩到传统蒸汽轮机的几十分之一甚至上百分之一。一套数十兆瓦级的超临界二氧化碳发电设备，其核心动力涡轮甚至可以缩小到只有普通家庭书桌或者汽车发动机舱那般大小。

设备体积的急剧缩小带来了灵活性的飞跃。传统大型水蒸气发电机组在冷态启动时，需要花费数小时小心翼翼地烘炉、升温、升压，生怕巨大的厚壁铸铁气缸因为局部受热不均而变形开裂，在面对瞬息万变的电网用电缺口时反应迟缓。超临界二氧化碳发电机组由于外形紧凑、热惯性极小，它的动力输出能够在极短时间内实现从零负荷攀升到最大功率，灵活性令人惊叹。这种系统运行在完全封闭的管道回路内部，做功后的二氧化碳经过降温增压重新进入下一个循环，全程不需要消耗水资源，特别适合干旱缺水的高原、沙漠与戈壁地带。由于超临界二氧化碳在高温工况下的热力学转换效率远优于传统水蒸气，同样的燃料或热量输入，它能产出更多电量，直接降低了单位电力的碳排放量。

弃风弃光360太瓦时：电网消纳之痛倒逼瑞碳号融合方案

在烟台开工的瑞碳项目之所以引起高度重视，直接动因来自中国电网正在经历的一场历史性巨变。

近年来，中国在可再生能源领域铺开的世界级建设浪潮令人惊叹。2026年上半年，中国光伏发电量同比激增超过40%，在炎炎夏日的中午时段，光伏电力已经承担起全网三分之一的高峰负荷。长期作为电力压舱石的燃煤发电，其在全国总用电量中的占比历史上首次跌落到50%以下，绿电的生产规模展现出势不可挡的崛起姿态。

大自然赠予的绿电也有其任性的一面。太阳在正午烈日高照，傍晚却悄然落山；海风与旷野之风时而强劲呼啸，时而风平浪静。这种天然的间歇性、随机性与波动性，给追求实时电压稳定和频率均衡的电网带来了巨大的调控考验。在用电相对低沉的深夜或阳光过分充沛的午间，电网就像一条无法在瞬间吞下山洪的河道，多余的绿电无处可去，只能无奈地拉闸限电。2026年上半年高达360太瓦时的弃风弃光电量，数量几乎相当于部分中等工业国家整整一年的全社会用电量。

电网迫切需要一套庞大的缓冲装置。在低谷用电期，它能像海绵一样将电网里四处乱窜的富余电力吸纳储存；在用电高峰期，它又能以极快速度补充电力缺口。传统的火电厂在这场能源变革中开始转换角色，从过去的基荷主力发电方，逐步演变成提供灵活性调节能力的调峰卫士。燃煤机组本身的设计是恒定燃烧，要让巨型燃煤锅炉频繁大幅压低出力，不仅煤炭燃烧效率断崖式下跌，更容易损害锅炉寿命。

烟台八角电厂的瑞碳示范工程给出了一套富有创意的解答方案。工程第一期规划建造一台50兆瓦超临界二氧化碳发电机组，同时配套一套容量为100兆瓦、储热能力达400兆瓦时的熔盐储热系统。当电网处于用电低谷或者周边新能源大量富余时，八角电厂原有的燃煤发电机组不必痛苦地熄火降负荷，而是将发出的富余电能与抽出的多余蒸汽引向熔盐储罐，把电热能量转化为液体熔盐的高温内能妥善储存。待到晚间万家灯火、用电负荷飙升的高峰时段，储存在熔盐罐中的高温热量被导引出来，驱动高压超临界二氧化碳系统飞速发电，将澎湃电力打回电网。

这种跨界技术协同并非空穴来风，此前的一系列探索已经铺就了基石。2025年10月，中国首个公用事业级燃煤电厂熔盐储能项目在安徽宿州电厂正式投入商业运营。宿州电厂利用摄氏390度的高温熔盐罐和摄氏190度的低温熔盐罐构筑起一个总储热能力达1000兆瓦时的热力充电宝，解决了热电联产机组在深调峰时无法兼顾对外供热的行业顽疾，每年帮助电网多消纳约12800万千瓦时的清洁能源。不到1年之前，中国首台商业化运行的超临界二氧化碳发电机组超碳一号也在贵州遵义成功并网，那套装置巧妙回收利用炼钢厂排放的工业废热来驱动超临界二氧化碳发电，彻底印证了闭式气体循环在严苛工业环境下的长期稳定性。烟台工程的落地，把熔盐储热与超临界二氧化碳做功无缝焊接在一起，为现代电网的柔性调节推开了一扇崭新的大门。

从戈壁到雪域：中国光热储能版图2030年剑指超西班牙

在煤电转型之外，熔盐储能在中国版图上更宏大的用武之地，是广袤荒原上的光热发电站。

许多人在卫星地图上都曾见过这种震撼景象：在漫无边际的沙漠中，数以万计甚至数十万计的特制反光镜面整齐排列，宛如巨大的银色向日葵，将耀眼的太阳光线精确反射聚焦到耸立在中心的高塔吸热器上，或者汇聚到一道道抛物面曲面槽式反光板中央的集热管上。这就是光热发电。与直接依靠半导体光电效应将光线转为微观电子流的光伏电站不同，光热发电走的是纯正的热力学路线，光线汇聚成上千摄氏度的极强热辐射，用来直接加热流动的熔盐。

通过这种方式，熔盐直接吸纳了太阳的暴烈能量，被储存在隔热储罐中。即使夜幕降临、寒风凛冽，储罐内部的热量依然滚烫，可以随时用来驱动透平机组平稳发电24小时不间断运行。根据中国电力企业联合会统计，截至2026年年中，中国已经建成投产24个光热发电项目，总装机容量达到210万千瓦，几乎全部配备了熔盐储能系统；另有26个同类项目正在紧锣密鼓地施工建设中。按照规划，到2030年中国光热发电装机容量将突破1500万千瓦，这一数字将大幅超越当前在全球光热领域处于领先地位的西班牙。

为了榨干每一缕阳光和每一阵清风，工程师们在恶劣自然环境中展开了层出不穷的技术混搭。2024年，一座融合了光热、光伏与风力发电的复合型清洁能源电站于甘肃玉门投入运行，那里的熔盐储罐日夜运转，精准捕获风机和光伏板产生的多余电能，彻底避免了清洁电力的白白流失。2026年6月，在全球最北端拥有熔盐储能设施的风光储大型综合项目在吉林大安开启商业运营。同一个月，位于青海格尔木的巨型光热电站破土动工，该项目在储热容量与采光集热面积两项指标上刷新全球纪录，它同时集成了塔式与抛物面槽式两种不同聚光路径，配备的熔盐储热系统能够支撑电站连续满负荷发电长达15个小时，足以穿透整个黑夜。

2026年7月，全球最大的光热光伏协同混合电站也在大戈壁滩上宣告并网。哪怕是在空气稀薄、气候严酷的西藏当雄县，世界海拔最高的高原抛物面槽式光热电站也已全面铺开施工，即便在雪域高原的极寒环境下，熔盐同样肩负着锁住白天太阳馈赠的重任。而在北京延庆，全球首个超临界二氧化碳结合光热发电的试验电站早已悄然启动，针对塔顶极端聚集产生的高温超出普通熔盐吸收极限的技术挑战，科研人员还创新研制出耐超高温的特种陶瓷吸热微粒，为未来把熔盐和超临界二氧化碳推向更高温区探明了可行道路。

钍基熔盐堆与核动力集装箱船：动力构想走向深蓝深空

一旦熔盐储热的蓄热本领与超临界二氧化碳的极致做功效率组合在一起，它们的应用场景便不再局限于陆地电网，而是沿着人类工业文明的前沿，向着更紧凑、更险峻的极端空间延伸。

在核能领域，传统压水堆核电站需要将水在超高压下泵入反应堆堆芯进行冷却并带出热量，必须依赖极高压力的钢制安全壳，一旦发生管道破裂，高压水瞬间闪蒸成蒸汽可能带来爆炸扩散风险，因而核电站往往必须依水而建。由中国科学院上海应用物理研究所主导研发的钍基熔盐堆，则展现出另一种截然不同的安全哲学。这种反应堆将中国储量极其丰富的钍元素溶解在高温氟化盐溶液里，熔盐既充当运载裂变核燃料的液体载体，又直接作为堆芯冷却剂。

钍基熔盐堆在常压环境下运行，彻底消除了高压蒸汽爆炸的物理隐患。倘若反应堆发生罕见的管路泄漏或系统异常，混合着核燃料的液体熔盐由于失去外力维持，会自动沿着底部的熔断重力管道顺势滑落流入地下专用的安全应急储罐中，在常温下迅速自行冷却凝结为坚硬固态，将核物质牢牢锁死在盐基晶格之中，实现被动本质安全。

由于不需要庞大的冷却水系统，钍基熔盐堆可以建设在极度缺水的沙漠、戈壁甚至地下矿区。从2009年正式立项，到2018年在甘肃武威的沙漠边陲破土动工，中国科研人员攻克了耐超高温、抗强辐射与耐熔盐化学腐蚀的特种特种合金材料难关，这座实验堆于2023年10月成功实现受控核裂变链式反应并达到临界状态，成为全球第一个实现长期稳定运行的工业级钍基熔盐反应堆。

眼下，一座规模更大、热功率达60兆瓦的下一代钍基熔盐电站已在武威原址近旁破土动工，它所产生的极高温度除直接发电外，其余热量将直接用于大规模制造绿色氢能。未来，单堆功率达到100兆瓦以上的模块化商业钍基熔盐堆网络正在规划之中。

更令人惊叹的工业构想发生在浩瀚大洋上。位于上海的江南造船集团自2023年起便开始全力研发一种颠覆性的巨型集装箱货轮，其动力心脏正是由模块化钍基熔盐堆与超临界二氧化碳发电机组组合而成。超临界二氧化碳发电机组由于外形极其精巧紧凑，可以轻松塞进对空间尺寸要求极其苛刻的船舶机舱内部。

按照初步技术设计，这种能够装载14000个标准集装箱的核动力巨轮，仅需在建造时加注1次钍核燃料，就能在不耗费一滴重油的情况下在远洋航线上高速劈波斩浪航行整整10年。在此基础上，科研团队正在展开载箱量达25000个标准箱的超大型核动力集装箱船设计工作，计划在2035年前后开工建造，造船团队甚至公布了一种由钍基熔盐堆供能的巨型海上浮岛概念，试图在未来大洋咽喉建立兼具集装箱中转码头与零排放货轮能源补给站功能的浮动基地。

看似彼此分散的技术拼图，正在被严丝合缝地拼接进同一幅面向未来的能源图景中。通过对基础物理化学规律的工程化驾驭，传统电厂与新型能源之间的壁垒正在被逐渐消解，推动着庞大的现代能源网络在安全与低碳的微妙平衡中向前稳健迈进。

熔盐与超临界二氧化碳的组合，正在把中国能源转型的调峰难题，变成一张可以按图施工的工程清单。

文章来源：公众号「心智观察所」。原文链接：全球首个！中国押注熔盐和二氧化碳技术满足电力需求