把透平、发电机、压气机三套核心机器集成于同一根高速转轴协同工作，中国完成国内首套兆瓦级磁悬浮TAC一体机超临界二氧化碳工况稳定发电试验，在全球紧凑式新型发电核心装备赛道实现领跑，为紧凑式超临界CO₂发电赛道，提供了全球首创的一体化主机全新方案。

很多人熟悉传统火力发电，原理就是烧开水产生蒸汽推动汽轮机，整套系统机组庞大，管道、转轴、发电机分开布置，设备又多又占地方。而这次中科院工程热物理研究所自主攻关的兆瓦级磁悬浮TAC一体机，简单打个比方：传统超临界二氧化碳发电设备，相当于三套独立机器靠连接件拼接组装、分步工作；TAC一体机就是把三套核心功能设备，高度融合集成在同一根“高速转轴”上同步高速旋转，透平做功、压气机增压、发电机发电全部集成一体，省去大量冗余连接结构，整机体积、结构复杂度大幅压缩，是下一代新型发电装备的革命性集成创新。

试验时间是2026年9月17日完成超临界工况稳定发电，9月20日官方对外公开发布成果。
这里要把概念区分清楚：该一体机装备样机为国际首套研制成果；但是“兆瓦级、超临界工况稳定发电试验”，官方严谨表述为国内首套，目前全球范围内，暂无海外同构型兆瓦级TAC一体机完成同等超临界工况稳定发电的公开验证记录。

它使用超临界二氧化碳作为循环工质，二氧化碳来到高温高压的超临界状态，兼具气体和液体的优质特性，热传递能力、做功效率远超传统蒸汽，是全球公认下一代革新性热功转换前沿技术路线。欧美日韩数十年持续深耕该领域，将其列为国家级能源战略技术，海外各大科研机构、高校长期开展基础理论研究、千瓦级小型样机测试，但始终止步于零散部件研发、小功率回路试验，从未实现兆瓦级、磁悬浮支撑、三机同轴一体化的完整系统稳定发电工程验证，中国此次成果直接补齐全球该技术领域的工程化关键短板。

这项攻关攻克了多项世界级卡脖子技术难题，拿下两大核心首创突破。
第一是超高难度高速转子动力学控制难题：单根转轴集成三套核心功能部件，数万转超高转速运行时，极易产生共振、振动失衡、形变偏移，海外团队始终无法突破多部件同轴高速耦合振动控制难题，我国团队攻克核心算法与结构设计，实现整机高速平稳运行，填补全球技术空白。
第二是高精度磁悬浮轴承核心技术：摒弃传统金属机械轴承接触摩擦模式，依靠高精度电磁力将高速转子全程悬浮运转，无磨损、无润滑、低损耗。系统实现微米级位置实时监测、毫秒级磁场动态调节，解决高速工况转子碰摩、偏移、失效的世界性工程难题。高速动密封、高温高压气动适配、多设备协同智能控制等全套核心技术实现自主可控，打破海外技术封锁与垄断。

从应用场景来讲，这套TAC一体机是紧凑式超临界二氧化碳发电系统的核心心脏主机，也是下一代高效能源装备的核心基石，在多个高端场景发挥不可替代的核心作用。
第一，先进模块化小型核能发电：适配新一代小型核电装置，无需搭建庞大笨重的传统汽轮发电厂房，压缩发电岛整体体积，提升核动力系统功率密度与部署灵活性。
第二，光热新能源高效储能发电：匹配光热电站高温储热能源特性，机组启停速度快、能量转换效率高，提升光热发电稳定性和综合利用率。
第三，工业高温余热深度回收：高效回收钢铁、化工、冶金行业废弃高温余热，变废为能，提升工业体系整体能源利用效率，实现节能增效。
第四，特殊场景专属供电：适配海上油气平台、海岛偏远基地等空间狭小、部署条件有限的场景，依靠超高集成度实现轻量化稳定供电。

国际对比来看：美国桑迪亚国家实验室、日本东京工业大学、韩国顶尖高校等机构，在超临界二氧化碳循环基础理论、单一零部件研发上积累深厚，拥有大量基础研究成果与小型试验设备。但高度集成化的TAC同轴一体机整机技术、兆瓦级工程化稳定发电验证、磁悬浮高速整机适配技术，是海外所有科研团队均未攻克的技术壁垒。海外仅能完成单一部件测试，无法实现“三机一体+磁悬浮高速运转+超临界工况稳定发电”的全套系统工程落地，中国是全球唯一实现该成套装备工程化试验成功的国家，正式领跑全球超临界二氧化碳集成发电技术赛道。

关于技术应用与商业化现状：国内目前已有常规分体式超临界二氧化碳机组（超碳一号余热发电示范工程）实现商用投运，但磁悬浮TAC同轴一体机属于全新一代高度集成化原创装备，区别于传统分体式设备，目前处于试验验证成熟、即将迈入工程示范的关键阶段。本次试验成功的核心价值，是我国首次完整打通该类高端装备从自主设计、核心制造、系统集成到超临界工况稳定发电验证的全技术链路，验证全套核心设计方案与集成体系可行性，为我国下一代紧凑式高效发电装备工程化、国产化奠定核心基础，确立我国在全球新型高端能源装备领域的领跑地位。

图：兆瓦级磁悬浮TAC一体机试验样机｜图片来源：中国科学院工程热物理研究所公开新闻素材