Китай започна изграждането на технология, която на пръв поглед звучи като научна фантастика - електроцентрала, в която турбината няма да се задвижва от водна пара, а от въглероден диоксид, докато огромни количества разтопена сол ще съхраняват енергията за моментите, когато потреблението рязко се увеличи. Проектът „Жуйтан“ в провинция Шандун е представян като първата в света мащабна демонстрационна система, която съчетава свръхкритичен CO₂ и съхранение на енергия в разтопени соли. Строителството започна на 16 септември в електроцентралата „Бацзяо“ на China Huaneng в град Янтай.
Как ще работи необичайната централа
Идеята е сравнително проста, макар технологията зад нея да е сложна. Когато потреблението на електроенергия е ниско, излишният ток от съществуващите въглищни блокове на централата ще се използва за нагряване на разтопена сол. Така електрическата енергия ще се превръща в топлинна и ще остава „заключена“ в огромни резервоари.
Когато потреблението на ток нарасне, процесът ще се обърне. Горещата сол ще отдава натрупаната топлина, с която ще бъде нагряван въглероден диоксид. Именно той ще задвижва турбината и ще произвежда допълнително електричество за мрежата.
Важно е да се уточни, че въглеродният диоксид тук не се „гори“ като гориво. Той служи като работен флуид в затворен цикъл - приблизително така, както водната пара се използва в традиционните топлоелектрически централи.
Какво означава „свръхкритичен CO₂“
При достатъчно висока температура и налягане въглеродният диоксид преминава в т.нар. свръхкритично състояние, при което притежава свойства едновременно на газ и течност. В това състояние той е много по-плътен от обикновен газ и може ефективно да пренася енергия към турбината.
Именно голямата му енергийна плътност позволява турбините и част от оборудването да бъдат значително по-компактни от системите, работещи с водна пара. Според China Huaneng технологията предлага по-висока ефективност, по-малки размери и значително по-голяма гъвкавост при промяна на натоварването.
Огромна „батерия“, но без литий
В първия етап на проекта ще бъде изградена 50-мегаватова установка със свръхкритичен CO₂. Към нея ще работи система за съхранение в разтопена сол с мощност 100 мегавата и капацитет 400 мегаватчаса. Това означава, че топлинната система може да съхранява огромно количество енергия и да я отдава тогава, когато електроенергийната мрежа има най-голяма нужда.
При традиционните батерии електроенергията се съхранява чрез химични реакции. Тук принципът е различен - токът нагрява сол, а солта запазва топлината. По-късно тя отново се превръща в електричество.
Този тип съхранение е особено интересен за големи енергийни системи, защото може да работи с огромни количества енергия, без да са необходими същите количества литиеви батерии.
Четири пъти по-бърза реакция
Едно от най-сериозните преимущества на технологията е бързината, с която мощността може да бъде променяна. Според китайските разработчици системата може плавно да се регулира от нула до 100% натоварване, а скоростта на промяна е приблизително четири пъти по-висока от тази при традиционните въглищни блокове.
Това има огромно значение за електрическите мрежи, в които все по-голям дял заемат слънчевите и вятърните централи. Производството им може да се променя рязко според времето, а системата трябва почти моментално да компенсира недостига или излишъка.
Не само въглища могат да осигуряват топлината
Макар демонстрационният проект да е свързан със съществуваща въглищна централа, самата технология със свръхкритичен CO₂ не е ограничена до въглища. Необходимата топлина може потенциално да идва от концентрирана слънчева енергия, геотермални източници или отпадна топлина от промишлени предприятия.
Именно тук е една от големите перспективи на проекта - същата комбинация между топлинно съхранение и CO₂ турбина може в бъдеще да бъде използвана и с други източници на енергия.
Проектът трябва да заработи през 2027 година
„Жуйтан“ е част от китайска национална технологична програма за развитие на т.нар. CO₂ „топлинни батерии“. Очаква се демонстрационната централа да бъде въведена в експлоатация през 2027 г.
Ако системата потвърди обещаната ефективност и надеждност в реални условия, тя може да се превърне в нов начин за съхранение на огромни количества енергия и балансиране на електрическите мрежи. Китай на практика ще тества дали две вещества, които рядко свързваме с бъдещето на електроенергетиката - въглеродният диоксид и обикновените соли - могат да се превърнат в ключова част от него.
