世界第一具CO2超臨界渦輪機 僅桌子大 功率就有1千萬瓦

這座體積不大的渦輪機，以高壓二氧化碳爲介質，功率達到1千萬瓦。(圖/SwRI )

10月27日，美國能源部、西南研究院 (SwRI )、GTI能量 (GTI Energy)、奇異-維諾瓦(GE Vernova )共同舉行超臨界轉型電力 (STEP) 示範工廠的開幕剪綵，特別介紹工廠的核心機-「超臨界二氧化碳渦輪機」，它體積只有桌子那麼大，卻有着10百萬瓦的大功率，假如運轉成功，將是熱力渦輪機的巨大革命。

新阿特拉斯(New Altas)報導，蒸汽渦輪機應用在大型發電廠裡，包括燃煤火力電廠、燃氣火力電廠、核能發電廠，其原理都是強大的熱力帶動蒸氣渦輪，再由渦輪機轉動發電機。

國能源部、西南研究院 (SwRI )、GTI能量 (GTI Energy)、奇異-維諾瓦(GE Vernova )在聖安東尼奧的示範工廠。(圖/SwRI )

爲了增加效率，工程師開發出「超臨界渦輪機」的構想，超臨界是指超臨界流體，會具有更好流動性。水當然也可以達到超臨界狀態，只要加熱超過373 度， 壓力220bar(約217倍大氣壓)，就可達到超臨界狀態，當然這需要更多的能量。

西南研究所提出的是以二氧化碳爲介質的氣體式渦輪機，由於氣體可以被壓縮，所以渦輪機尺纔可以更小，效率也更高。在聖安東尼奧完成的這具示範渦輪機，體積比同功率的蒸氣渦輪機小了10倍，但是熱效率卻高了10%。根據新聞稿，這具耗資 1.55 億美元的世界上第一臺超臨界二氧化碳渦輪機，只有一張桌子那麼大，功率卻有10百萬瓦，相當於爲大約 1萬戶家庭供電。根據二氧化碳的特性，當溫度達到31度，壓力達到74 bar (約73倍大氣壓) 時，二氧化碳就會達到超臨界狀態，比水要來的更容易。

較小的渦輪機不僅更便宜，而且結構緊湊，建造發電廠所需的土地更少。而且它的啓動效率還超級快，只需要2分鐘就能開始運轉，如果是蒸氣渦輪機，則需要30分鐘。因此它具有快升快降的特性，使其在可再生能源電網中更加有用。

一旦經過驗證，該技術可以擴展到商業與公共建設規模，並開始取代現有發電廠內的的蒸汽渦輪機。舊有的核電廠、地熱電廠、聚光太陽能電的效率都會提高10倍以上。