敦煌10MW光热电站启动超临界CO₂改造：2亿元投入，17个月建成

敦煌10MW熔盐光热电站的超临界二氧化碳（超临界CO₂）改造项目已经落地。我国S-CO₂光热发电借此走出试验台，进入工程示范的关键窗口期，光热赛道由此打开一条新的成长曲线。戈壁日光为炬，技术迭代为梯。

示范链条正从延庆样机一路铺到敦煌戈壁，逐步打通。

这项技术从实验室走向工程，靠的是多年攻关积累。2024年8月，中国科学院电工研究所牵头，西安交通大学、浙江大学、清华大学等17家单位共同参与研发的200kW超临界CO₂太阳能热发电系统，在北京延庆投入运行，全球首次打通了完整的“光-热-电”链路，成为一套实验系统。《中国太阳能热发电行业蓝皮书（2025）》显示，该系统攻克了太阳能高温颗粒吸热、流化床颗粒/二氧化碳换热、200kW级超临界CO₂发电机组等核心装备的设计制造难题，并在全球率先跑通包括高焦比聚光场、颗粒吸热器、颗粒/超临界CO₂换热器、超临界CO₂压缩机透平机组和高速电机在内的整套超临界CO₂太阳能热发电系统。吸热器温度能到700℃，2025年全年累计运行超过3000分钟，核心装备的可靠性验证也已完成。

图片超临界二氧化碳太阳能热发电实验基地（北京延庆）。图片来源：电工所

2026年10月，首航高科宣布计划投入2亿元，对现有的敦煌10MW光热电站实施集中技术改造升级：以原有敦煌10MW光热熔盐发电系统为基础，改造为10MW超临界CO₂发电系统。既有镜场、熔盐储热系统、空冷系统等设施将充分利用，熔盐储热系统充当超临界CO₂发电系统的热源，空冷系统则作为热阱，建设周期计划17个月。

本次改造设计统筹考虑既有的二元熔盐热源条件和动力循环中透平机的运行参数。CO₂在超临界状态下易于压缩，设计据此优化压缩机入口工况，进一步降低压缩功耗，提高系统的能量利用效率。

图片敦煌10MW光热熔盐塔式光热电站

循环机制的革新，正在重塑光热发电的核心优势。传统蒸汽发电依靠水汽相变做功，超临界CO₂则不同：它在临界点之上兼具气体流动性与液体高密度特性，省去反复汽化冷凝环节，是第四代光热发电公认的核心方向。

热源条件相同时，发电效率能提高10%以上；设备体积缩小约三分之二；启停响应压到分钟级；用水极少，西北戈壁这类缺水的光热基地用起来很合适。

再配上熔盐长时储热，这项技术的适用边界就更宽了。它可以是风光大基地的可调度配套电源，用来平抑新能源出力波动；也能为高原、矿区、离网海岛提供稳定供电，还能用于煤电灵活性改造、工业园区供汽和热电联供。存量电站改造这条路，则给出了低成本验证方案——借成熟的戈壁工况检验系统适配性，为后面的百兆瓦级项目打基础。

痛点仍存，规模化之路尚待持续深耕。一系列突破令人振奋，但面向大规模应用，尚有不少难关亟待攻克。高速透平、微通道特种换热器造价偏高，临界点工况控制难度大，仍是大规模商业化需要攻克的关卡。

超临界CO₂技术并非只在光热发电一条赛道上试水，多个方向都在推进：中核“超碳一号”30MW余热项目已经建成，华能八角电厂50MW熔盐耦合项目预计2027年投产，这些跨场景的工程经验会反过来推动光热领域迭代；同时，中国科学院工程热物理研究所的兆瓦级试验平台通过验收，在24兆帕、600℃工况下净发电效率达到32.05%，已开始向全国高校、科研院所和企业开放。

从实验室里的机理研究，到延庆的实证测试，再到敦煌戈壁商业化改造开工，超临界CO₂光热发电的原理验证已经走完，眼下到了决定度电成本能不能降下来的关键节点。效率更高、设备更紧凑，可工程化仍是最难的一关，接下来机组调试和长期运行数据，会是行业最该盯住的风向标。