این فناوری با بهره‌گیری از گرمای اتلافی صنعتی—مانند فرآیندهای فولادسازی—و بدون نیاز به آب یا سوخت کار می‌کند و بازدهی آن بیش از ۵۰ درصد گزارش شده است؛ رقمی که به‌طور قابل توجهی از نیروگاه‌های حرارتی معمول (حدود ۴۰ درصد) بالاتر است.

دی‌اکسیدکربن در دماهای بالاتر از ۳۱ درجه سانتی‌گراد و فشار بیش از ۷۴ بار وارد حالت فوق‌بحرانی می‌شود؛ حالتی که ویژگی‌های گاز و مایع را هم‌زمان دارد: چگالی بالا مانند مایع و اصطکاک کم مانند گاز. همین خصوصیات به افزایش راندمان توربین و کاهش پیچیدگی تجهیزات کمک می‌کند.

به دلیل چگالی بیشتر CO₂ نسبت به بخار، اندازه تجهیزات کوچک‌تر است و می‌توان این سامانه را در فضاهای محدود مانند کشتی‌ها، فضاپیماها یا تأسیسات صنعتی کوچک نصب کرد.

این فناوری می‌تواند انقلاب مهمی در حوزه جذب و استفاده از کربن (CCUS) ایجاد کند، زیرا به جای ذخیره‌سازی زیرزمینیِ پرهزینه، امکان تولید برق و ایجاد درآمد از CO₂ فراهم می‌شود.

تحلیل فنی

۱. چرخه فوق‌بحرانی CO₂ (sCO₂ Brayton Cycle)
• عملکرد سامانه بر پایه چرخه بریتون است که با CO₂ فوق‌بحرانی اجرا می‌شود.
• بازدهی بالاتر از چرخه رانکین به دلیل کاهش تلفات، فقدان تغییر فاز، و ویژگی‌های حرارتی CO₂.
• نیاز به دماهای بسیار بالا مانند سامانه‌های بخار ندارد.
۲. عدم نیاز به آب
• توربین‌های بخار نیازمند حجم عظیمی از آب برای تولید بخار و خنک‌کاری هستند.
• توربین sCO₂ بدون مصرف آب کار می‌کند، که یک مزیت بنیادین در مناطق خشک و سیستم‌های متراکم است.
۳. کوچکی و سادگی تجهیزات
• چگالی بالای CO₂ فوق‌بحرانی باعث کوچک شدن توربین، مبدل‌ها و کمپرسورها می‌شود.
• سامانه از اجزا و مسیرهای حرارتی ساده‌تری تشکیل شده است، به‌طوری که هزینه‌های نگهداری و توقف عملیاتی کاهش می‌یابد.
۴. بازیابی گرمای اتلافی (Waste Heat Recovery)
• توانایی استفاده از گرمای ۳۰۰ تا ۷۰۰ درجه صنایع سنگین.
• تبدیل گرمای اتلافی به برق با راندمان بالا، یک تحول در بهره‌وری انرژی صنعتی محسوب می‌شود.

بیشتر در همین زمینه: جهش دوباره پتروشیمی مارون در آبان ۱۴۰۴؛ رکوردسازی پشتِ رکوردسازی

تحلیل استراتژیک

۱. پیشتازی چین در فناوری نیروگاهی
• رونمایی از این سامانه، چین را در خط مقدم فناوری‌های نسل آینده تولید برق قرار می‌دهد.
• این تحول می‌تواند بر بازارهای جهانی توربین و تجهیزات نیروگاهی اثر عمیق بگذارد و جایگاه شرکت‌های آمریکایی و اروپایی را به چالش بکشد.
۲. کاربردهای نظامی، دریایی و فضایی
• اندازه کوچک، راندمان بالا وعدم نیاز به آب یا سوخت خارجی، این فناوری را برای کشتی‌ها، زیردریایی‌ها، پهپادهای بزرگ و مأموریت‌های فضایی جذاب می‌کند.
• امکان نصب در محیط‌های ایزوله، متحرک و کم‌جا، موجب افزایش توجه صنایع دفاعی و هوافضا به این فناوری خواهد شد.
۳. تغییر پارادایم در مدیریت کربن
• فناوری فعلی ذخیره‌سازی CO₂ عمدتاً هزینه‌بر و بدون بازده اقتصادی است.
• استفاده از CO₂ برای تولید برق می‌تواند مدل کسب‌وکار CCUS را کاملاً متحول کند.
• این تحول به‌طور بالقوه می‌تواند هزینه کاهش انتشار را کاهش دهد و پروژه‌ها را اقتصادی‌تر کند.
۴. رقابت ژئواکونومیک در حوزه انرژی و محیط‌زیست
• کشورهایی که بتوانند فناوری‌های sCO₂ را توسعه یا بکارگیری کنند، در رقابت جهانی انرژی کم‌کربن پیشتاز خواهند شد.
• این فناوری می‌تواند به یکی از اهرم‌های جدید در قدرت نرم فناوری تبدیل شود.

تحلیل اجرایی (Executive Insight)

۱. پتانسیل ورود به بازار جهانی تجهیزات sCO₂
• بازار این فناوری در حال شکل‌گیری است و پیش‌بینی می‌شود طی یک دهه آینده به یک بازار چند ده میلیارد دلاری تبدیل شود.
• شرکت‌های فعال در حوزه توربین، مبدل‌های حرارتی، و سیستم‌های بازیابی حرارت می‌توانند در زنجیره ارزش این فناوری جای بگیرند.
۲. کاربرد در صنایع سنگین و انرژی
• صنایع فولاد، سیمان، آلومینیوم، پالایشگاهی و پتروشیمی در سراسر جهان مقادیر عظیمی گرمای بلااستفاده دارند.
• توربین‌های sCO₂ می‌توانند به‌طور مستقیم برق مورد نیاز تأسیسات را تأمین کرده و هزینه انرژی را کاهش دهند.
۳. مزیت برای کاربردهای غیرصنعتی
• فضاهای کوچک مانند کشتی‌های تجاری، ناوهای نظامی، ایستگاه‌های فضایی، دیتا سنترهای دورافتاده و میکروگریده‌ها می‌توانند به این فناوری روی آورند.
•‌عدم نیاز به آب، امکان نصب در محیط‌هایی که زیرساخت‌های محدود دارند را فراهم می‌کند.
۴. چشم‌انداز تجاری‌سازی در سطح بین‌المللی
• با اثبات عملکرد صنعتی و اتصال به شبکه، امکان صادرات دانش فنی، طراحی سیستم و تولید تجهیزات فراهم خواهد شد.
• ترکیب راندمان بالا، هزینه پایین نگهداری و عملکرد بدون سوخت، جذابیت تجاری این فناوری را بسیار افزایش می‌دهد.

در ادامه بخوانید؛ هشدار آژانس بین‌المللی انرژی درباره عقب‌ماندگی جهان از اهداف حیاتی بهره‌وری انرژی