A földgáztüzelésű erőművek eddig kiaknázatlan lehetősége az energiaipar számára: egy rájuk kapcsolható berendezés abból a hőből is energiát termel, ami eddig elveszett.
A globális energiaigény rohamos növekedése, az adatközpontok terjedése és az ipari elektrifikáció kényszerhelyzetbe hozta az energiaszektort. Sok esetben a gyors kivitelezhetőség miatt a kevésbé hatékony, egyszerű ciklusú gázturbinákat telepítik, amelyek a hulladékhő jelentős részét kihasználatlanul engedik a légkörbe, holott az is lehetne kiegészítő energiaforrás. Ezt a technológiai rést igyekszik megoldani egy amerikai startup, amely nyolcmillió dolláros (közel 2,6 milliárd forintos) tőkeinjekcióval lépett piacra, hogy kereskedelmi forgalomba hozza ún. szuperkritikus szén-dioxid-alapú (sCO2) energetikai rendszereit.
Az American Supercritical vállalat megoldása közvetlenül a gázturbinák kipufogónyílásához kapcsolódik. A berendezés befogja és többlet villamosenergiává alakítja a távozó forró gázokat.
A vállalat adatai szerint a rendszer anélkül növelheti 50 százalékkal egy meglévő turbinatelep teljesítményét, hogy ehhez további üzemanyagot kellene elégetni.
Ez különösen kritikus a világ azon helyszínein, ahol az energiaipar egyszerű ciklusú turbinaparkokat üzemeltet (nálunk például kb. 3200–4000 MW is lehet az összesített gáztüzelésű kapacitás), hiszen jelentős mennyiségű energia veszik el hő formájában.
Kompakt méret, nagyobb hatékonyságú energiaforrás
A technológiai innováció alapja, hogy a hagyományos gőzciklusú rendszerekkel ellentétben itt kritikus hőmérséklet és nyomás felett tartott szén-dioxidot használnak munkaközegként. Ebben az állapotban az anyag egyszerre mutatja a folyadékok és a gázok tulajdonságait, a nagy sűrűsége pedig lehetővé teszi, hogy drasztikusan lecsökkentsék a turbinák és hőcserélők méretét.
Az American Supercritical állítása szerint az egységük körülbelül tizedannyi helyet foglal, mint egy azonos teljesítményű gőzüzemű rendszer, így olyan szűkös helyszíneken is alkalmazható, ahol korábban elképzelhetetlen volt a hulladékhő hasznosítása.
A fejlesztés egyik legnagyobb előnye, hogy nem igényli a meglévő infrastruktúra cseréjét. „Elsődleges célunk, hogy elavulttá tegyük a pazarló, egyszerű ciklusú gázturbinás létesítményeket. Az sCO2-blokkunk bármilyen gázturbinát kombinált ciklusú erőművé fejleszt. Ahelyett, hogy lecserélnénk a ma működő turbinákat, inkább korszerűsítjük őket” – nyilatkozta Simon Shuham, a cég társalapító-vezérigazgatója. Hozzátette:
a telepítés során a turbinán nem végeznek módosítást, így „annak újraengedélyeztetésére sincs szükség, ami jelentősen felgyorsítja a bevezetést”.
Az energiaipar túlléphet a gázüzemű termelés korlátain
A projekt hátterében a Sandia Nemzeti Laboratóriumból, a Blue Origintől és más neves kutatóintézetektől érkező mérnökcsapat áll. A vállalat Denverben már megnyitott egy több mint 2300 négyzetméteres létesítményt a tesztelésre és a kis sorozatú gyártásra. Bár jelenleg a gázüzemű erőművek hatékonyságnövelése a fő csapásirány, a technológia a jövőben más területeken is alkalmazható lesz.
A cég várakozásai szerint az sCO2-platform alkalmas lehet kis modulláris atomreaktorok, geotermikus erőművek és koncentrált napenergia-telepek hőjének kinyerésére is.
A gazdasági és környezetvédelmi érvek mellett a piaci kényszer is a hatékonyságnövelés irányába mutat. Matt Carlson, a társaság műszaki igazgatója rámutatott: az üzemeltetők eddig a szoros határidők miatt választották a kevésbé hatékony technológiákat, és „soha nem az üzemanyag-pazarlás volt a cél”. A számítások szerint a teljes amerikai turbinapark korszerűsítésével évente mintegy 20 millió tonna szén-dioxid-kibocsátást lehetne elkerülni, miközben jelentős új termelőkapacitás válna elérhetővé a hálózat számára.
A címlapkép illusztráció. Forrás: Guille B / Unsplash
„A magyar beruházás nagyon előrehaladott, ugyanakkor rendkívül komplex. Sok mindent újra kell gondolnunk ebben a projektben, rengeteg megoldandó feladat van, hogy az előnyt, amire Magyarország szert tett, valódi hozzáadott értékké, profittá tudjuk kovácsolni.”