Энергетические рубежи: снабжаем энергией 10 тысяч семей с помощью турбины размером с письменный стол
По данным Юго-западного исследовательского института (SWRI), который построил пилотную установку в Сан-Антонио, штат Техас, турбина размером с типичный офисный стол вскоре сможет обеспечить энергией 10 000 семей. На демонстрационной пилотной установке, получившей название «Сверхкритическая трансформационная электроэнергия» (STEP), SwRI сотрудничала с GTI Energy, GE Vernova (GE) и Министерством энергетики США.
Паровые турбины, используемые на электростанциях по всему миру, представляют собой проверенную и устаревшую технологию. Истоки паровой турбины восходят к 19 веку, и радикальных усовершенствований в технологии не произошло, хотя можно найти паровые турбины различных размеров и применений.
Задача турбины — использовать воду в качестве теплоносителя в энергетических циклах. Однако если бы сама среда была изменена, турбина могла бы стать намного меньше. Включив углекислый газ в качестве рабочей жидкости, турбины можно значительно уменьшить.
Сверхкритические турбины CO2
Углекислый газ существует в газообразной форме, но его также можно концентрировать при высокой температуре и давлении, при этом он ведет себя как газ, но с плотностью жидкости. Эта газообразная форма , названная сверхкритическим CO2 (sCO2) , уже давно находится в поле зрения Министерства энергетики США (DOE), что позволяет турбинам быть на 10% более энергоэффективными, чем обычные турбины.
Более того, турбина длиной один метр, использующая sCO2, может выполнять ту же работу, что и паровая турбина длиной 20 метров, что открывает путь к значительному уменьшению размеров турбины. От турбин размером с автобус, используемых сегодня, можно перейти к турбине sCO2 размером с гольф-кар или даже стол. STEP стремится воплотить это в жизнь, и в штаб-квартире SWRI в Техасе разрабатывается пилотный демонстрационный проект мощностью 10 МВт стоимостью 155 миллионов долларов. Этого было бы достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией 10 000 домов.
Работа с солнечной концентрацией
Еще одним преимуществом использования sCO2 является возможность доведения газа до сверхкритического состояния с использованием концентрированной солнечной энергии. Этот подход использует систему зеркал для концентрации солнечной энергии и использования ее для различных целей: от отопления до производства энергии.
По данным CleanTechnica, Министерство энергетики на протяжении многих лет работало над снижением стоимости концентрированных солнечных систем, но без особого успеха. Использование sCO2 может значительно снизить затраты, предлагая беспроигрышную ситуацию для обоих подходов.
Программа STEP действует с 2018 года и является крупнейшей в мире демонстрационной установкой технологии sCO2. Ранее в этом году пилотная установка осуществила первую эксплуатацию своего компрессора, при этом CO2 достиг сверхкритического состояния жидкости. Целью проекта является повышение эффективности, экономики, эксплуатационной гибкости, требований к пространству и экологических показателей этой новой и перспективной технологии.
Благодаря нашему Telegram-каналу вы можете быть в курсе публикации новых статей «Экономические сценарии».
Статья «Энергетические границы: обеспечение энергией 10 тысяч семей с помощью турбины размером с стол» взята из «Экономических сценариев» .
Это автоматический перевод публикации, опубликованной в журнале Scenari Economici по адресу https://scenarieconomici.it/frontiere-dellenergia-alimentare-10-mila-famiglie-con-una-turbina-grande-come-una-scrivania/ в Wed, 01 Nov 2023 07:00:44 +0000.