Это — трансформационный скачок в развитии ядерных реакторов нового поколения и передовых энергетических систем, которые можно будет размещать на мобильных установках, космических аппаратах и концентрированных солнечных электростанциях.
Китай ввел в эксплуатацию первую в мире коммерческую энергоустановку на сверхкритическом диоксиде углерода. Это — революционная технология чистой энергии, разработанная Китайской национальной ядерной корпорацией (CNNC).
Установка, использующая для передачи тепла диоксид углерода вместо пара, была подключена к сети на металлургическом заводе в провинции Гуйчжоу на юго-западе Китая для выработки электроэнергии из отработанного тепла. Ожидается, что после выхода на полную мощность две энергоустановки мощностью 15 мегаватт каждая будут на 50% эффективнее в улавливании и использовании бросового тепла от сталепроизводства для генерации электричества по сравнению с существующей паровой технологией.
Это также означает трансформационный скачок в развитии ядерных реакторов нового поколения и передовых энергетических систем, которые можно будет устанавливать для выработки энергии на мобильных установках, космических аппаратах и в концентрированных солнечных электростанциях.
Ожидается, что проект, реализованный Институтом ядерной энергетики Китая и компанией Jigang International Engineering and Technology, заложит основу для развития данной технологии. Эта установка для генерации энергии из бросового тепла на сверхкритическом диоксиде углерода, расположенная на государственном сталелитейном заводе Shougang Shuicheng в городе Люпаньшуй, является первой в мире коммерческой установкой такого рода, подключенной к энергосети.
Тепловые электростанции обычно работают на основе двух основных термодинамических циклов.
Цикл Ренкина, используемый на паросиловых установках, предполагает, что вода нагревается до тех пор, пока не превратится в водяной пар, который используется для привода турбины и выработки электроэнергии.
Цикл Брайтона, используемый в газовых турбинах и реактивных двигателях, предполагает сжатие газа до высокого давления с последующим нагревом, что приводит к расширению и вращению турбины.
Генерация электроэнергии на сверхкритическом диоксиде углерода основана на использовании CO₂ в сверхкритическом состоянии — выше критического давления и температуры, при которых он обладает свойствами как газа, так и жидкости. В качестве источника энергии для этого процесса может использоваться бросовое тепло, в том числе образующееся при спекании — процессе уплотнения и соединения стального порошка. Температура такого отработанного тепла может достигать 700 с лишним градусов по Цельсию.
Согласно данным Института механики Китайской академии наук, при использовании высокотемпературных источников тепла эффективность цикла Ренкина на паросиловых установках ограничена примерно 40%. Для сравнения, свойства сверхкритического диоксида углерода позволяют достичь эффективности генерации электроэнергии на уровне свыше 50% даже при использовании высокотемпературных источников тепла.
Кроме того, сверхкритический диоксид углерода обладает большей плотностью, чем пар, что означает возможность создания установок с меньшими турбинами и другими компонентами при той же выходной мощности. Это делает их перспективными для использования в ограниченном пространстве, например, на кораблях и космических аппаратах.
Институт ядерной энергетики Китая ведет исследования и разработку энергоустановок на сверхкритическом диоксиде углерода более десяти лет.
В 2019 году институт достиг стабильной генерации энергии на сверхкритическом диоксиде углерода на полной мощности в лабораторных условиях. Строительство новых установок, способных обеспечивать электроэнергией около 30 000 американских домохозяйств, началось в октябре 2023 года.
Энергогенерирующие установки на сверхкритическом диоксиде углерода также проходят испытания в других частях мира, включая демонстрационную пилотную станцию STEP (Supercritical Transformational Electric Power). Этот проект реализуется под руководством GTI Energy при финансировании Министерства энергетики США.
Согласно данным GTI Energy, в рамках проекта STEP пилотная электростанция мощностью 10 мегаватт в Сан-Антонио, штат Техас, завершила первый этап испытаний в сентябре прошлого года. На этом этапе станция вышла на полную рабочую мощность при температуре 500 градусов по Цельсию, генерируя 4 МВтэ синхронизированной с сетью электроэнергии — этого достаточно для снабжения 4000 домов.
Целью финальной фазы испытаний является достижение отметки в 10 МВтэ при рабочей температуре 715 градусов по Цельсию.
Подготовлено ProFinance.ru по материалам South China Morning Post
Не является индивидуальной инвестиционной рекомендацией | При копировании ссылка обязательна | Нашли ошибку - выделить и нажать Ctrl+Enter | Жалоба