مجموعهای از واحدهای تولید برق با دیاکسید کربن (CO2) فوقبحرانی روز شنبه 20 دسامبر (29 آذر) در استان گوئیجو در جنوب غربی چین وارد مرحله بهرهبرداری تجاری شد؛ رویدادی که آغاز نخستین استفاده تجاری از این فناوری نوین در چین را رقم میزند.
واحدی که هم اکنون به صورت تجاری فعالیت میکند، در کارخانه شرکت گروه فولاد و آهن شوگانگ شوییچنگ در شهر لیوپانشوئی استان گوئیجو مستقر است و بنا بر اعلام توسعهدهنده پروژه، یعنی مؤسسه انرژی هستهای چین وابسته به شرکت ملی هستهای چین (CNNC)، بهعنوان یک پروژه نمایشی برای فناوری تولید برق با دیاکسیدکربن فوقبحرانی و مبتنی بر بهرهگیری از گرمای هدررفته فرایند زینترینگ (تفجوشی) طراحی شده است.
این پروژه «چائوتانوان» نام دارد و هر واحد آن دارای ظرفیت تولید برق 15 مگاوات است.
هوانگ یانپینگ، دانشمند ارشد CNNC و طراح ارشد پروژه چائوتانوان، گفت: «این پروژه نشاندهنده کاربرد فناوری تولید برق با دیاکسیدکربن فوقبحرانی است؛ فناوریای نوآورانه که با راندمان بالا، ساختار فشرده، سامانههای جانبی کمتر و سرعت پاسخدهی بالاتر شناخته میشود.»
او افزود: «ورود این پروژه به مرحله بهرهبرداری تجاری یک نقطه عطف محسوب میشود و نخستین انتقال این فناوری نوآورانه از محیط آزمایشگاهی به اجرای تجاری در جهان را نشان میدهد.»
فناوری نوآورانه تولید برق
به گفته هوانگ، در سطح جهان تلاشها و پژوهشهای مداومی برای تولید برق انجام شده و تاکنون اصول تولید برق در نیروگاههای حرارتی، هستهای و انواع نیروگاههای بخار مبتنی بر گرمای هدررفته، شباهت زیادی به فرایند «جوشاندن آب» داشته است؛ به این معنا که آب گرم میشود، به بخار تبدیل شده، توربین را به حرکت درمیآورد و برق تولید میکند.
او تأکید کرد: «تولید برق با دیاکسید کربن فوقبحرانی یک فناوری نوین در حوزه تبدیل انرژی حرارتی به انرژی الکتریکی است.»
هوانگ توضیح داد: زمانی که فشار کاری دیاکسید کربن از 73 اتمسفر فراتر رود و دما بالاتر از 31 درجه سانتیگراد باشد، این گاز وارد حالت فوقبحرانی میشود.
در این حالت، چگالی دیاکسید کربن افزایش مییابد و به مایع نزدیک میشود که امکان ذخیره انرژی بیشتر را فراهم میکند، در حالی که ویسکوزیته آن همچنان بسیار پایین و شبیه گاز باقی میماند؛ عاملی که موجب کاهش مقاومت جریان میشود.
او برای روشنتر شدن این موضوع مثالی ارائه کرد و گفت: «این وضعیت شبیه مردی نیرومند است که بر دوچرخهای پوشیده از روغن روانساز سوار شده و میتواند بدون زحمت مسافتهای طولانی را رکاب بزند.»
در مقایسه با فناوریهای رایج تولید برق با بخار حاصل از گرمای هدررفته زینترینگ، پروژه چائوتانوان راندمان تولید برق را بیش از 85 درصد افزایش داده، تولید خالص برق را بیش از 50 درصد بالا برده و فضای مورد نیاز را 50 درصد کاهش داده است.
بر پایه فرایند فعلی زینترینگ، این پروژه میتواند سالانه بیش از 70 میلیون کیلوواتساعت برق تولید کند و حدود 30 میلیون یوان، معادل تقریبی 4.26 میلیون دلار آمریکا، به درآمد شرکت گروه فولاد و آهن شوگانگ شوئیچنگ بیفزاید.
فناوری بومی، ظرفیتهای گسترده
مؤسسه انرژی هستهای چین از سال 2009 پژوهش درباره پیشرفتهترین فناوری تبدیل انرژی با دیاکسید کربن فوقبحرانی در جهان را آغاز کرد و در سال 2023 ساخت پروژه نمایشی آن در لیوپانشوئی شروع شد.
تولید برق با دیاکسید کربن فوقبحرانی، فراتر از یک فناوری نوآورانه، میتواند با تبدیل کارآمد گرمای هدررفته صنعتی به برق، نقش مهمی در تحقق اهداف دوگانه کربنی چین ایفا کند.
هوانگ گفت: «این فناوری علاوه بر تولید برق از گرمای هدررفته، ظرفیتهای کاربردی بسیار گستردهتری نیز در اختیار میگذارد.»
او افزود: این فناوری به عبور از گلوگاه فنی بهرهبرداری کارآمد از منابع برق در مقیاس متوسط و کوچک و همچنین منابع حرارتی با دمای متوسط و بالا در سطح جهان کمک میکند.
در سال 2024،CNNC پروژه نمایشی دیگری را با ترکیب فناوری ذخیرهسازی انرژی نمک مذاب و تولید برق با دیاکسید کربن فوقبحرانی راهاندازی کرد که قرار است بهرهبرداری نمایشی آن در سال 2028 آغاز شود.
هوانگ در پایان گفت: «در آینده، فناوری تولید برق با دیاکسید کربن فوقبحرانی با منابع حرارتی متنوع ترکیب خواهد شد تا سامانههای جدید تولید برق شکل بگیرد و دامنه کاربرد آن به حوزههایی مانند نیروگاههای خورشیدی حرارتی، بازیافت گرمای هدررفته، ذخیرهسازی انرژی و دیگر زمینهها گسترش یابد.»
ز
