世界第一具CO2超临界涡轮机 仅桌子大 功率就有1千万瓦

这座体积不大的涡轮机，以高压二氧化碳为介质，功率达到1千万瓦。(图/SwRI )

10月27日，美国能源部、西南研究院 (SwRI )、GTI能量 (GTI Energy)、奇异-维诺瓦(GE Vernova )共同举行超临界转型电力 (STEP) 示范工厂的开幕剪彩，特别介绍工厂的核心机-「超临界二氧化碳涡轮机」，它体积只有桌子那么大，却有着10百万瓦的大功率，假如运转成功，将是热力涡轮机的巨大革命。

新阿特拉斯(New Altas)报导，蒸汽涡轮机应用在大型发电厂里，包括燃煤火力电厂、燃气火力电厂、核能发电厂，其原理都是强大的热力带动蒸气涡轮，再由涡轮机转动发电机。

国能源部、西南研究院 (SwRI )、GTI能量 (GTI Energy)、奇异-维诺瓦(GE Vernova )在圣安东尼奥的示范工厂。(图/SwRI )

为了增加效率，工程师开发出「超临界涡轮机」的构想，超临界是指超临界流体，会具有更好流动性。水当然也可以达到超临界状态，只要加热超过373 度， 压力220bar(约217倍大气压)，就可达到超临界状态，当然这需要更多的能量。

西南研究所提出的是以二氧化碳为介质的气体式涡轮机，由于气体可以被压缩，所以涡轮机尺才可以更小，效率也更高。在圣安东尼奥完成的这具示范涡轮机，体积比同功率的蒸气涡轮机小了10倍，但是热效率却高了10%。根据新闻稿，这具耗资 1.55 亿美元的世界上第一台超临界二氧化碳涡轮机，只有一张桌子那么大，功率却有10百万瓦，相当于为大约 1万户家庭供电。根据二氧化碳的特性，当温度达到31度，压力达到74 bar (约73倍大气压) 时，二氧化碳就会达到超临界状态，比水要来的更容易。

较小的涡轮机不仅更便宜，而且结构紧凑，建造发电厂所需的土地更少。而且它的启动效率还超级快，只需要2分钟就能开始运转，如果是蒸气涡轮机，则需要30分钟。因此它具有快升快降的特性，使其在可再生能源电网中更加有用。

一旦经过验证，该技术可以扩展到商业与公共建设规模，并开始取代现有发电厂内的的蒸汽涡轮机。旧有的核电厂、地热电厂、聚光太阳能电的效率都会提高10倍以上。