Une turbine à CO2 supercritique de la taille d'une table peut alimenter 10 000 foyers

Une turbine à CO2 supercritique de la taille d'une table peut alimenter 10 000 foyers


Une turbine à CO2 supercritique de la taille d'une table peut alimenter 10 000 foyers

Les turbines à vapeur sont encore utilisées pour produire la majeure partie de l'électricité mondiale, mais la situation évolue rapidement. Les sources d'énergie renouvelables, telles que l'énergie solaire et éolienne, deviennent plus rentables et plus fiables, grâce aux progrès en matière de stockage et de stockage de l'énergie. hydrogène vert.

Une autre technologie émergente qui pourrait perturber le marché est dioxyde de carbone supercritiquece qui permet des turbines beaucoup plus petites et plus efficaces que les turbines conventionnelles.

Dioxyde de carbone supercritique (sCO2) est un état fluide du dioxyde de carbone qui peut adopter des propriétés à mi-chemin entre un gaz et un liquide. Il promet d'être beaucoup moins cher et 10 % plus efficace que l'eau, avec des turbines dix fois plus petites.. Le ministère américain de l'Énergie estime qu'une turbine à vapeur de 20 m serait réduite d'un mètre (trois pieds) si elle était remplacée par une turbine sCO.2.

Pour en faire une réalité, une nouvelle centrale électrique de 155 millions de dollars, équivalent à 10 MW, utilisant la technologie du CO est en cours de construction.2 supercritique en tant que projet phare de l'initiative STEP du ministère de l'Énergie. Le programme STEP, qui signifie Supercritical Transformational Electric Power, a été lancé en 2016 par le Laboratoire national de technologie énergétique du ministère de l'Énergie pour faire progresser le développement et le déploiement de systèmes énergétiques basés sur le sCO.2.

Les rubans ont été coupés à l'usine pilote STEP de San Antonio en octobre, celle-ci ayant été déclarée « mécaniquement achevée » par les partenaires du projet. Le projet, dans lequel collaborent le Southwest Research Institute (SwRI), GTI Energy, GE Vernova et le ministère américain de l'Énergie, vise à démontrer une nouvelle méthode innovante de production d'énergie électrique avec une plus grande efficacité et un coût inférieur.

Usine pilote STEP de San Antonio

Contrairement aux centrales électriques conventionnelles, qui utilisent l'eau comme fluide thermique dans les cycles électriques, STEP est conçue pour utiliser le sCO.2 à haute température. Cela améliore l'efficacité jusqu'à 10 % car le sCO2 Elle possède de meilleures propriétés thermodynamiques que l’eau.

Le dioxyde de carbone n'est ni toxique ni inflammable et se comporte comme un fluide supercritique au-dessus de sa température critique d'environ 31 °C et d'une pression critique de 74 bars. A partir de ce moment, il commence à se comporter comme un gaz avec une densité proche de celle d'un liquide. Bien sûr, l’eau peut aussi être supercritique, mais elle nécessite beaucoup plus d’énergie.

Technologie du cycle énergétique sCO2 Il est également compatible avec l’énergie solaire concentrée et la chaleur résiduelle industrielle.

L’utilisation du sCO2 en tant que fluide de travail, cela signifie que la turbomachine de STEP Demo mesure environ un dixième de la taille des composants d'une centrale électrique conventionnelle. Cela nous permet de réduire l’empreinte au sol et les coûts de construction des nouvelles installations. Une turbine SCO2 10 MW, soit la taille d’un bureau, pourraient alimenter 10 000 foyers.

La construction du site de démonstration STEP a débuté le 15 octobre 2018, avec SwRI, GTI Energy et GE comme partenaires principaux, et la construction du bâtiment s'est achevée en 2020. La première opération du compresseur au CO2 supercritique a été atteint plus tôt cette année.

Le consortium s'oriente vers la mise en service de l'usine pilote, qui devrait entrer en service en 2024. Cependant, il reste encore certains défis et tâches à accomplir avant que l'usine puisse fonctionner à pleine capacité.

STEP va sans aucun doute changer notre façon de penser la production d’énergie. C'est passionnant de lancer officiellement cette usine pilote, qui abrite une technologie potentiellement révolutionnaire développée ici même à SwRI.

Adam Hamilton, président et chef de la direction de SwRI

Via www.swri.org

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