Китайская национальная ядерная корпорация (CNNC) объявила о технологическом прорыве: в провинции Гуйчжоу к энергосети подключили первую коммерческую электроустановку, работающую на сверхкритическом диоксиде углерода. Она использует не пар, как традиционные турбины, а углекислый газ в особом сверхкритическом состоянии. Его тепло, которое раньше попросту терялось, превращается в электричество.
В обычных условиях CO₂ — газ. Но если повысить его температуру и давление выше критической точки, он приобретает свойства и жидкости, и газа одновременно. Такое состояние называют сверхкритическим. В нём диоксид углерода становится гораздо плотнее пара и способен эффективнее передавать энергию.
Как работает новая технология
Новая установка использует отходящее тепло металлургического производства — температура там превышает 700 °C (1 292 °F). CO₂ в сверхкритическом состоянии проходит через замкнутый контур, вращает турбину и вырабатывает электричество. По сути, система превращает бесполезный жар в полезную энергию.
Проект включает две установки мощностью по 15 мегаватт. По оценкам, они минимум на 50% эффективнее существующих паровых систем, которые применяются для получения энергии из отходящего тепла по всему миру. Для сравнения: КПД высокотемпературных паровых электростанций составляет около 40%, тогда как сверхкритический CO₂ способен превышать 50%.
Почему это важно
Высокая плотность CO₂ позволяет строить более компактные турбины — оборудование занимает меньше места, что открывает путь к использованию технологии там, где крупные паровые установки невозможны. Китайские специалисты предполагают, что в будущем такие системы смогут работать:
- на мобильных ядерных реакторах;
- на космических аппаратах;
- на солнечных станциях;
- на кораблях.
Более того, 15-мегаваттные модули можно масштабировать до уровней, подходящих для крупных энергетических сетей, постепенно заменяя классические паровые турбины — в том числе на атомных станциях.
Гонка за энергетикой нового поколения
Хотя Китай первым подключил такую установку к реальной энергосети, исследования ведутся и в других странах. В США в Техасе строится демонстрационный проект STEP мощностью 10 мегаватт. В 2024 году он прошёл первую фазу испытаний и уже сумел выдать 4 МВт электроэнергии при температуре 500 °C. Финальная цель — достичь полной мощности при 715 °C.
Китай же занимается этой технологией больше десяти лет — и теперь первым вывел её на коммерческий уровень.
Сверхкритический CO₂ обещает стать новой главой в чистой энергетике. Возможность извлекать энергию из отходящего тепла, компактность оборудования и высокая эффективность делают технологию привлекательной как для традиционной промышленности, так и для будущих ядерных и космических систем. Вполне возможно, что через несколько десятилетий паровые турбины уйдут в историю так же, как паровые поезда.
