Сверхкритический диоксид углерода (sCO2) представляет собой двуокись углерода, температура и давление которой выше критической, что заставляет его вести себя как газ, но при этом иметь плотность жидкости. Он также нетоксичен и негорюч, используется в процессах химической чистки, холодильных системах с низким уровнем выбросов парниковых газов, а также для удаления кофеина из кофе.
Технология энергетического цикла с использованием sCO2 в разы меньше обычных турбомашин, имея при этом улучшенные характеристики для многочисленных применений. Предоставлено: Юго-западный научно-исследовательский институт.
Юго-западный научно-исследовательский институт сотрудничает с правительственными и коммерческими партнерами, разрабатывая полномасштабное турбомашинное оборудование для одной из первых в мире энергосистем на сверхкритическом диоксиде углерода (sCO2) для электростанции концентрированной солнечной энергии (CSP). Технология сочетает в себе энергетические циклы sCO2 со встроенным накопителем тепловой энергии.
В энергетических циклах с использованием sCO2, где им заменяют воду или пар имеет ряд преимуществ.
- Сверхкритическое состояние sCO2 делает его высокоэффективной жидкостью для выработки энергии, поскольку небольшие изменения температуры или давления вызывают значительные сдвиги в его плотности. Замена пара или воздуха на sCO2 в качестве теплоносителя повышает эффективность до 10 процентов.
- Оборудование sCO2 в двадцать раз меньше компонентов обычных электростанций, что позволяет снизить воздействие на окружающую среду, а также стоимость строительства любых новых объектов, которые будут значительно меньше, чем сегодняшние электростанции. Например, турбина sCO2 размером со стол может обеспечить электроэнергией 10 000 домов.
- sCO2 - это нетоксичная рабочая жидкость, которую можно применять для концентрированной солнечной энергии, природного газа, угля, биомассы, геотермальной энергии, ядерной энергии, корабельных силовых установок и рекуперации отработанного тепла.
Ожидаемые экономические и экологические преимущества электростанций, работающих на sCO2, включают более высокую эффективность, снижение расхода топлива и снижение выбросов при меньшем потреблении охлаждающей воды. Кроме того, компактная конструкция и небольшая занимаемая площадь турбомашинной технологии sCO2 снизят капитальные затраты и увеличит скорость изменения мощности, что становится все более важным по мере ввода в действие дополнительных возобновляемых источников энергии.
