Chaotan One. Kredit: CGTN.

Vynález parní stroje byl jedním z prvních počinů průmyslové revoluce. Bylo to poprvé, kdy lidé začali ve velkém spalovat palivo kvůli něčemu jinému než jenom teplu. Design parních strojů se v průběhu historie vylepšoval, ale jedna klíčová věc zůstávala stále stejná – médium, které dělá práci čili vodní pára.

Liou-pchan-šuej. Kredit: Nihongarden, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Problém je v tom, že v pozemských podmínkách je nejprve nutné vyrobit páru, což je energeticky velice náročné. Vodu je nutné přivést do varu. Spolkne to nemalou část energie, která by mohla využít nějak jinak. Vědci a inženýři proto hledají lepší médium, které by mohlo fungovat v podobných zařízeních. Přišli na superkritický oxid uhličitý (s CO²).

Pokud se superkritický oxid uhličitý ohřeje na teplotu cca 31 °C a tlak se zvýší na zhruba 7,4 MPa, stává se superkritickou látkou. Vyplňuje nádobu podobně jako plyn, ale hustotou odpovídá kapalině. Superkritický oxid uhličitý se často využívá jako rozpouštědlo při chemických extrakcích s minimálním vlivem na životní prostředí. Teď by mohl uplatnit i v energetice.

Demonstrační generátor se superkritickým oxidem uhličitým. Kredit: Southwest Research Institute.

Pro aplikace jako je generátor je taková látka velmi užitečná, protože vzhledem k povaze plynu vytváří nižší odpor a vzhledem k povaze kapaliny zase vytváří větší tah než vodní pára. Klíčové pochopitelně je, že dostat oxidu uhličitý do superkritického stavu spotřebuje podstatně méně energie než uvařit vodu.

V Číně spustili Chaotan One, první komerční generátor na světě, který využívá jako médium superkritický oxid uhličitý. Nachází se v areálu ocelárny ve městě Liou-pchan-šuej v jihočínské provinci Kuej-čou. Zařízení má dvě 15 MW jednotky a letos v listopadu bylo připojeno k rozvodné síti. Je navrženo tak, že využívá odpadní teplo z výroby oceli k výrobě elektřiny.

Podle čínských médií vyrábí generátor se superkritickým oxidem uhličitým v porovnání s tradiční technologií parních generátorů o 50 procent více elektřiny a zvyšuje celkovou účinnost produkce energie o 85 procent. Design nového generátoru je také jednodušší, využívá méně součástek a je snazší na provoz i údržbu. Pokud uspěje, mohl by to být nástup nové generace generátorů.

Video: Supercritical carbon dioxide (s CO²) | How does it look like?

Literatura