В Китае начала работу первая в мире коммерческая электростанция, использующая сверхкритический диоксид углерода (sCO2) вместо пара. Установка под названием «Чаотан-1» (Chaotan One), расположенная на сталелитейном заводе в городе Люпаньшуй провинции Гуйчжоу, подключена к сетям и успешно функционирует. Это событие знаменует собой прорыв, прерывающий столетнюю традицию применения паровых турбин для генерации электроэнергии.
С момента изобретения паровой машины, давшей старт промышленной революции, именно водяной пар оставался основным рабочим телом для преобразования тепла в механическую работу. Однако значительная часть энергии в таких системах тратится на фазовый переход воды в пар — процесс, требующий больших затрат энергии. Учёные, стремясь повысить общий КПД энергетических установок, нашли альтернативу в сверхкритическом диоксиде углерода.
Сверхкритическое состояние CO2 достигается при температуре около 31 °C и давлении 7,37 МПа. В этом состоянии вещество сочетает свойства жидкости и газа: оно заполняет объём как газ, но обладает высокой плотностью, подобно жидкости. Это делает его крайне эффективным рабочим телом для турбин, обеспечивая меньшее сопротивление, чем пар, и одновременно большую движущую силу. Кроме того, перевод CO2 в сверхкритическое состояние требует меньше энергии, чем превращение воды в пар.
«Чаотан-1» состоит из двух блоков мощностью 15 мегаватт каждый и предназначена для утилизации остаточного тепла сталелитейного производства. По данным китайских СМИ, новая технология позволяет увеличить чистую выработку электроэнергии на 50% по сравнению с традиционными паровыми установками, а общая эффективность генерации возрастает более чем на 85%. Конструкция такой электростанции проще, содержит меньше компонентов и отличается удобством в эксплуатации и обслуживании.
Данный проект демонстрирует не только практическую реализуемость технологии sCO2, но и открывает путь к эффективному использованию для генерации энергии средних и малых источников тепла. Хотя над подобными разработками активно работают и в других странах, включая США, именно Китай первым внедрил её в коммерческую эксплуатацию. Успех «Чаотана-1» может ознаменовать наступление новой эры в энергетике, где диоксид углерода станет ключевым элементом, заменяющим водяной пар.