De superkritische stroomgenerator (afb: CNNC)
China zou een stroomturbine/centrale hebben gebouwd die niet water als ‘drijfstof’ heeft maar superkritische kooldioxide. De ‘superkritische‘ turbine bestaat uit twee eenheden met een vermogen van 15 MW en wordt gebruikt voor de energieproductie uit afvalwarmte van een staalfabriek in Liupanshui in de provincie Guizhou. Superkritische kooldioxide zou de stroomvoorziening rendabeler maken.
Koolstofdioxide (CO₂) wordt vaak in zijn superkritische fase gebruikt, onder veel meer om cafeïne uit koffiebonen te halen . Voor die thermodynamische toestand moet de druk hoger zijn dan 73 atm, en de temperatuur hoger dan 31 °C. Het is dan geen gas of vloeistof meer, maar verandert in een dichte vloeistof die eigenschappen van beide fasen combineert.
Superkritisch CO₂ beweegt als een gas, terwijl het warmte transporteert als een vloeistof. De superkritische gasvloeistof transporteert warmte efficiënter dan conventioneel gas of stoom. De werking ervan van zo’n stroomgenerator (of eigenlijke is het een kleine elektriciteitscentrale) is verder vergelijkbaar met die van een stoomturbine die draait om elektriciteit op te wekken.
Het verschil zit hem in het rendement, dat twee keer zo hoog zou zijn als een normale stoomturbine en in de veel kleinere apparatuur. De warmte die door deze superkritische CO₂ wordt getransporteerd, is afkomstig van de hergebruikte warmte die vrijkomt tijdens de staalproductie.
Al een oud idee
Kooldioxide wordt superkritisch boven 73 atmosfeer en 31°C (afb: WikiMedia Commons)
Al in de late jaren ’60 bedachten Italiaanse en Amerikaanse onderzoekers een thermodynamische cyclus gebaseerd op deze vloeistof, die kon concurreren met conventionele stoomkrachtcentrales. Decennialang zou de theorie belemmerd zijn door de weerbarstige werkelijkheid. Materialen bleken niet te voldoen aan de eisen die het superkritische systeem stelde en de stoomturbines waren niet een op een te vertalen in ‘superkritische’ turbines.
De Chinese aankondiging zou het idee weer nieuw leven kunnen inblazen. Dit succes (?; as) zou de weg kunnen vrijmaken voor bredere toepassingen. Er zou al gesproken worden over aanpassing voor gebruik in de volgende generatie kerncentrales of zelfs mobiele energiecentrales of ruimtegeneratoren. Of de ‘superkritische’ stroomcentrale is op te schalen zou de volgende horde zijn, maar wie zegt dat stroomgeneratoren/elektriciteitscentrales minstens 500 MW aan vermogen moeten hebben? De mijn(=as’) vraag is of die 73 atm aan druk het systeem niet duur maakt.
Bron: Futura-Sciences