Устойчивое производство электроэнергии из солнечного и отработанного тепла - это то, что в настоящее время исследуют ученые из TU Dresden и Helmholz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR). С помощью сверхкритического CO 2 ученые и инженеры в области энергетики хотят использовать отработанное тепло от промышленных процессов, двигателей, газовых турбин и тепло от солнечных электростанций для устойчивого производства электроэнергии. Это может значительно сократить глобальные выбросы CO 2.
Что такое сверхкритический СО 2 ?
Сверхкритический CO 2 (sCO 2) - это состояние, в котором диоксид углерода не является ни жидким, ни газообразным. Вещество достигает этого при температуре около 31 градуса по Цельсию и 74 бар. Это сочетает в себе полезные свойства жидкости и газа. Тогда турбины для выработки электроэнергии работают с более высокой эффективностью и намного меньше, чем паровые турбины с такой же мощностью.
Видео показывает, как жидкий и газообразный CO 2 нагревается и как фазовая граница между жидким и газообразным растворяется. Это состояние называется сверхкритическим СО 2.
Ученые исследуют новые энергетические технологии вместе с Siemens и Институтом солнечных исследований в Немецком аэрокосмическом центре (DLR). Федеральное министерство экономики и энергетики выделило 2,2 миллиона евро на совместный проект «Карбосола». Исследовательский проект ознаменовал вступление Германии в технологию sCO 2 для производства электроэнергии из неископаемых источников тепла.
Профессор Уве Гампе, координатор проекта в TU Dresden, объясняет: «Мы хотим разработать экологически чистую технологию, которая работает со сверхкритическим CO 2 и составляет всего лишь примерно пятую часть от обычной паровой турбины ».
Поскольку сверхкритический диоксид углерода находится в закрытом процессе, CO 2 не выделяется. Ученые хотят использовать тепло лучше, чем сегодня, и уменьшить размеры энергетических систем. «В то же время эффективность значительно выше, чем раньше», - продолжает Гампе.
Демонстрант должен ответить на открытые вопросы
Для разработки практических энергетических систем на основе новой технологии строятся испытательная установка и демонстратор в диапазоне выходных мегаватт.
Профессор Uwe Hampel из TU Dresden объясняет: «С помощью наших экспериментальных и численных исследований мы хотим ответить на открытые научные и технологические вопросы о сверхкритических процессах диоксида углерода. Это относится к поведению потока и теплопередаче, методам измерения, материальным проблемам и эффективным стратегиям управления ».
В марте этого года в ТУ Дрездена была открыта «Лаборатория сверхкритического диоксида углерода». Исследовательская лаборатория объединяет компетенции в области сверхкритического СО 2 и представляет собой платформу для междисциплинарного сотрудничества. Несколько недель назад в Париже при участии ученых из Дрездена был основан «Европейский альянс по исследованиям и разработкам в области СО 2». Сеть предназначена для объединения ученых, производителей и пользователей на европейском уровне. В отличие от США и Азии, технология sCO 2 все еще находится в зачаточном состоянии в Европе.