高温气冷堆是国际公认的第四代先进核电技术，最突出的优势是具有“固有安全性”，即在丧失所有冷却能力情况下，不采取任何干预措施，反应堆都能保持安全状态，不会出现堆芯熔毁和放射性物质外泄。在发电、热电冷联产及高温供热等领域商业化应用前景广阔。
山东荣成石岛湾高温气冷堆示范工程是中国科技重大专项的标志性成果之一，于2012年12月正式开工，由中国华能、清华大学、中核集团共同建设，具有完全自主知识产权。2021年12月首次实现并网发电，本次是在稳定电功率水平上正式投产转入商业运行。
此次示范工程集聚了设计研发、工程建设、设备制造、生产运营等产业链上下游500余家单位，先后攻克了多项世界级关键技术。国家能源局表示，该示范工程的投产，对促进我国核电安全发展、提升核电科技创新能力水平等具有重要意义。
2021年12月，山东荣成石岛湾全球首座球床模块式高温气冷堆核电站示范工程并网成功，首台套设备达2200多台（套），创新型设备600余台（套），设备国产化率达到93.4%，标志着我国成为世界少数几个掌握第四代核能技术的国家之一。
目前，全球在研发的四代核电主要包括超高温气冷堆、超临界水堆、气冷快堆、铅冷快堆、钠冷快堆、熔盐堆6种堆型。而我国布局了高温气冷堆、钠冷快堆、钍基熔盐堆3种堆型，其中高温气冷堆也被认为是“不会熔毁的反应堆”。
在“双碳”目标下，高温气冷堆在发电、供热领域将大有可为。一方面，核能可以提供绿色基荷能源，缓解能源（能源行业分析报告）生产与转换行业的减排压力。另一方面，高温气冷堆的多用途属性可为化工、钢铁、建材等高碳排放企业提供脱碳技术方案，并实现供热、供暖、制氢、制冷、海水淡化等方面的综合利用。