Una turbina ad anidride carbonica supercritica (S-CO2) è un tipo di turbina a gas che utilizza l’anidride carbonica supercritica come fluido termodinamico. L’anidride carbonica supercritica è uno stato in cui l’anidride carbonica ha sia le proprietà di un gas che di un liquido. In questo stato, l’anidride carbonica è in grado di trasferire calore e lavoro in modo più efficiente rispetto al vapore acqueo, il fluido termodinamico utilizzato nelle turbine a gas tradizionali. Il funzionamento di una turbina S-CO2 è simile a quello di una turbina a gas tradizionale:
L’anidride carbonica supercritica viene compressa da un compressore, riscaldata da una fonte di calore, espansa in una turbina e quindi raffreddata in un condensatore. Il lavoro prodotto dalla turbina viene utilizzato per generare energia elettrica. Le turbine S-CO2 presentano una serie di vantaggi rispetto alle turbine a gas tradizionali. Sono più efficienti, occupano meno spazio e sono meno costose da costruire e mantenere. Questi vantaggi rendono le turbine S-CO2 una tecnologia promettente per la generazione di energia elettrica da fonti rinnovabili, come l’energia solare e l’energia nucleare. Ecco un diagramma del ciclo di lavoro di una turbina S-CO2:
Per questo, il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti stima che una turbina a vapore da 20 m verrebbe ridotta di un metro (tre piedi) se sostituita da una turbina a sCO 2. Per renderlo realtà, è in costruzione una nuova centrale elettrica da 10 MW equivalenti da 155 milioni di dollari che utilizza la tecnologia della CO 2 supercritica come progetto faro dell’iniziativa STEP del Dipartimento dell’Energia. Il programma STEP, che sta per Supercritical Transformational Electric Power, è stato lanciato nel 2016 dal Laboratorio nazionale di tecnologia energetica del Dipartimento dell’Energia per promuovere lo sviluppo e l’implementazione di sistemi energetici basati su sCO2. I nastri sono stati tagliati sull’impianto pilota STEP di San Antonio in ottobre poiché era stato dichiarato “completato meccanicamente” dai partner del progetto. Il progetto, a cui collaborano il Southwest Research Institute (SwRI), GTI Energy, GE Vernova e il Dipartimento dell’Energia statunitense, mira a dimostrare un nuovo metodo innovativo per generare energia elettrica con maggiore efficienza e costi inferiori.
“Il ciclo energetico sCO 2 è una tecnologia innovativa di generazione di energia pulita, compatta e ad alta efficienza in grado di fornire prestazioni ambientali significative. Siamo ansiosi di continuare il funzionamento dell’attuale test per dimostrare il controllo e l’operabilità di questo ciclo energetico, convalidando al contempo le prestazioni del sistema per lunghi periodi di tempo”, osserva Bhima Sastri, Direttore della trasformazione delle risorse energetiche, Ufficio DOE per l’energia fossile e la gestione del carbonio.
L’impianto pilota STEP Demo è uno dei più grandi impianti dimostrativi al mondo per la tecnologia sCO 2 , in grado di migliorare notevolmente l’efficienza, l’economia, la flessibilità operativa, i requisiti di spazio e le prestazioni ambientali di questa nuova tecnologia. La turbina dell’impianto è attualmente in fase di installazione e sarà testata entro la fine dell’anno. SwRI è un leader del settore nello sviluppo di cicli di alimentazione sCO 2 . I membri dello staff hanno condotto numerosi progetti correlati del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti che migliorano l’efficienza, l’affidabilità e la disponibilità commerciale delle turbomacchine, degli scambiatori di calore, dei cicli e dei sistemi del ciclo energetico sCO2. Il team apporta una vasta esperienza con la tecnologia sCO 2 e gli elementi chiave per rendere il progetto STEP Demo un successo e una dimostrazione fondamentale. Per ulteriori informazioni, visitare i sistemi di alimentazione ad anidride carbonica supercritica o il sito Web STEP Demo (il collegamento è esterno)(il collegamento è esterno)oppure contattare Joanna Quintanilla , +1 210 522 2073 , Dipartimento delle comunicazioni, Southwest Research Institute, 6220 Culebra Road, San Antonio, TX 78238-5166.
Fonte: https://www.swri.org/press-release/step-demo-pilot-plant-achieves-supercritical-co2-fluid-conditions
