不用燒煤炭,也不用核能,中國這一特殊發電廠,發電只用二氧化碳

不用燒煤炭,也不用核能,中國這一特殊發電廠,發電只用二氧化碳

圖為超臨界二氧化碳透平機組

最近,中國興建了一座特殊的發電廠,而這座發電廠既不用燒煤炭,也不需要核能,發電只需要用到二氧化碳,超臨界二氧化碳發電技術,使用超臨界二氧化碳取代水作為迴圈材料的熱機,擁有驚人的能量轉換效率,那麼,中國的這一特殊發電廠究竟有什麼本事,能利用二氧化碳作為發電材料呢?

不用燒煤炭,也不用核能,中國這一特殊發電廠,發電只用二氧化碳

圖為超臨界二氧化碳發電機

實際上,中國的這一特殊電廠,並不是將二氧化碳作為燃料使用,而是將二氧化碳作為熱量的傳導和轉化材料來使用,藉助熱源的幫助,將高壓下的二氧化碳加熱600℃之後,處於超臨界狀態下的二氧化碳將會同時保留著液體和氣體的兩種性質,從而相比於高溫水蒸氣更猛烈的速度推動汽輪機,將熱源產生的高溫更為有效地轉變成發電機需要的機械能。

不用燒煤炭,也不用核能,中國這一特殊發電廠,發電只用二氧化碳

圖為超臨界二氧化碳發電渦輪機組合模型

而相比於水力發電裝置,超臨界二氧化碳發電裝置有著前者根本無法媲美的好處,首先,二氧化碳在高溫環境下擁有相對穩定的性質,這讓二氧化碳對管路和渦輪機葉片的腐蝕比搞完了水蒸氣要低,其次,超高溫二氧化碳擴散性較弱,這讓二氧化碳壓氣機和渦輪機的工作效能遠高於使用水蒸氣和氫氣的同類,這將使得二氧化碳發電機組的擴散渦輪所佔據的面積只有同一功率蒸汽渦輪發電機組的十分之一。

再加上超臨界二氧化碳動力機組除了冷卻器結構,其他部分均與水沒有關聯,同樣可以省下水冷凝機構,這使得超臨界二氧化碳發電機組的投資成本大幅度降低,執行維護費用也同樣更低,壽命相對水蒸氣迴圈系統更強,這導致使用超臨界二氧化碳迴圈機組的電廠執行成本將比使用蒸汽渦輪機的同行降低8%~15%,再加上超臨界二氧化碳渦輪機組減少的體積,想要在原本的空間內塞進去更多的發電機組,對於這一整套新體系而言,根本就不會有任何的難度。

不用燒煤炭,也不用核能,中國這一特殊發電廠,發電只用二氧化碳

圖為建造中的超臨界發電機組

但最重要的一點是,超臨界二氧化碳發電機組實際上是可以用來取代基於水蒸氣又或者氫氣迴圈的同類的,這意味著超臨界二氧化碳發電機不僅可以安裝在火電廠上,就連核電廠、地熱電廠等一系列基於熱能——機械能——電能轉換設計的電廠,甚至是使用了高溫堆的核潛艇都可以使用超臨界二氧化碳發電技術取代原有的水蒸氣渦輪機,從而在節約空間的同時,大大提升了自己的發電機運作效能。

難怪中國會對這種使用二氧化碳發電的新式發電機如此重視,因為它的實用性實在是無與倫比,倘若研發成功,並將這種發電技術應用到了現在的發電裝置上,這對於任何一個國家來說,都可以算是在能源方面的根本性變革。

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