БИНТИ

[Inti]

Китай разработал первый в мире коммерческий генератор на сверхкритическом CO₂ (sCO₂), названный «Chaotan One», который заменяет пар на CO₂ для преобразования промышленного отходящего тепла в электричество с большей эффективностью. 

Система, разработанная China National Nuclear Corporation (CNNC) в течение десяти лет, состоит из двух установок по 15 МВт, подключённых к сети в декабре 2025 года. Она улавливает высокотемпературное отходящее тепло (свыше 700°C) от синтерирования стали, производя дополнительно 70 миллионов кВт·ч в год. Строительство началось в 2023 году на сталелитейном заводе Shougang Shuicheng Steel в Липаньшуй.

Сверхкритический CO₂ ведёт себя одновременно как плотная жидкость и газ с низкой вязкостью, позволяя турбины в 10 раз меньше паровых аналогов. В отличие от паровых циклов (эффективность около 40%), sCO₂ превышает 50%. Технология упрощает конструкции, снижает расход воды и выбросы, соответствуя углеродным целям Китая.

При масштабировании по стране она может сэкономить 4,8 млн тонн угля и сократить 12,8 млн тонн CO₂ ежегодно за счёт систем отходящего тепла. Применение охватывает ядерные реакторы, космические аппараты, суда и накопители солнечной энергии с расплавленными солями (следующий проект к 2028 году в Синьцзяне). Хотя в США есть пилотные проекты (например, 10 МВт STEP в Техасе), Китай запустил первую коммерческую подключённую к сети установку.

Прорыв в генераторе Chaotan One стал возможен благодаря многолетним исследованиям (с 2009 года) Китайского института атомной энергетики при CNNC, фокусирующимся на физико-химических свойствах сверхкритического CO₂. Никаких революционных новых сплавов не упоминается как ключевой фактор — основа успеха в переходе от парового цикла к однофазному sCO₂ циклу, который упрощает конструкцию и повышает эффективность без сложных материалов.focus+2

Физика сверхкритического состояния
При температуре выше 31°C и давлении свыше 7,37 МПа CO₂ становится сверхкритическим: он сочетает плотность жидкости (для накопления энергии) и низкую вязкость газа (для минимальных потерь в турбине). Это позволяет избежать фазовых переходов воды (испарение/конденсация), снижая энергозатраты и повышая КПД до 85% по сравнению с паром (40%).news.tek+3

Видео на английском

[свернуть]

[cross-track]

https://3dnews.ru/1136159/uluchshennaya-geotermalnaya-energetika-budet-vigodnee-aes-iskopaemih-i-vozobnovlyaemih-istochnikov-zayavili-uchyonie-iz-ssha

Улучшенная геотермальная энергетика будет выгоднее АЭС, ископаемых и возобновляемых источников, заявили учёные из США
31.01.2026 [18:38],  Геннадий Детинич

Учёные из Стэнфордского университета опубликовали свежее исследование, в котором они пророчат светлое будущее улучшенной геотермальной энергетике (EGS). До недавнего времени энергию обеспечивали геотермальные источники в сейсмически активных зонах с выходом на поверхность. В будущее приведёт повсеместное бурение скважин с закачкой туда воды для нагрева, без привязки к природным источникам — это будет выгоднее, чем вся иная современная энергетика.

Скважины для улучшенной геотермальной энергетики нужно будет бурить на глубину от 3 до 8 км, после чего в них станут закачивать воду для нагрева. Предварительно можно искусственно создавать разломы в породе на глубине, чтобы увеличить площадь нагрева теплоносителя. Всё это уже прошла добыча сланцевого газа и нефти, поэтому опыт для реализации проектов EGS уже есть и его можно успешно применить в любой географической зоне, а не только там, где есть выход горячих источников на поверхность. Остаётся риск провокации землетрясений, но это мелочь по сравнению с дефицитом энергии для дата-центров с ИИ.

Расчёты показали: при условии достижения всего 10-процентной доли геотермальной энергии в генерации страны это может значительно снизить нагрузку на другие источники, такие как солнечные и ветровые установки. Более того, даже атомные электростанции будут выглядеть менее перспективными проектами на её фоне. Для строительства полноценной АЭС требуются несравнимо большие средства, площади и время (до 20 и более лет), тогда как даже крупный геотермальный проект может быть реализован за 1–2 года.

В отчёте говорится, что если геотермальная энергия достигнет отметки в 10 %, это может уменьшить потребность в ветровой генерации на 15 %, снизить спрос на солнечную энергию на 12 % и уменьшить зависимость от аккумуляторов на 28 %. При этом будет использоваться лишь крошечная часть территории, необходимой для традиционных ветряных или солнечных парков. Это тем более важно, что геотермальные источники энергии работают круглосуточно весь год, чего не скажешь о солнечной и ветряной генерации.

Также исследование показало, что реализующие EGS-проекты страны могут ожидать снижения затрат на получение электроэнергии на 60 % по сравнению с генерацией с использованием традиционных ископаемых ресурсов, таких как уголь. Снижение стоимости реализации геотермальных проектов до конкурентного уровня ожидается к 2035 году, после чего технология сможет составить уверенную конкуренцию всем другим альтернативным источникам энергии.