GE正在研发用二氧化碳发电！一张办公桌大的设备可为10000户家庭提供电力

二氧化碳，化学式：CO2，是空气中常见的温室气体，是一种气态化合物。常温下是一种无色无味、不可燃的气体，密度比空气大，略溶于水，与水反应生成碳酸。

不了解它的人只认为它是温室气体，是全球变暖的“元凶”，而懂它的人则致力于充分利用它的特点，造福于人类。

在GE全球研发中心就有一群科学家，他们正在打造一台小巧而高效的涡轮机。你可别看到“小”就觉得它不行，它可是有一项特别的本领：普通的汽轮机都是用水蒸气作为循环介质，而它用的则是超高温、超高压的二氧化碳。

目前，中国有近60%电力是由燃煤电厂提供的。一般燃煤电厂的主要设备是三大件：锅炉、汽轮机和发电机。

他们是这样“合作”的：锅炉把水“烧开”产生高温高压蒸汽，蒸汽进入汽轮机，经过一系列喷嘴和动叶，将蒸汽热能转化为汽轮机转子旋转的机械能，进而带动发电机进行发电。

以上是传统套路，而只要将二氧化碳好好利用一番，就能不走寻常路哟——GE正在打造的这台高效涡轮机就是在这一过程中用二氧化碳代替了水蒸汽。

为什么人们要尝试在发电领域应用二氧化碳呢？

其实，答案很简单，只有两个字：效率。

在当前节能减排的大背景下，全球范围内电厂都在致力于提高效率。在蒸汽发电领域，提高蒸汽温度有助于提升发电效率。不过一旦蒸汽温度达到700摄氏度，二氧化碳循环将比现有的水蒸汽循环更有效率。

具体的做法就是将二氧化碳升压、加热，使其压力和温度超过一定限值，处于“超临界”状态，兼具气体特性和液体特性。此时的二氧化碳体积比常温常压时的气态有明显减小，这样一来，涡轮机的尺寸就可以减小。

目前GE正在研发中的这台设备的体积就非常小巧，只有一张办公桌那么大。不过个子小本领可不小，它的装机容量可达10MW，足以为10000户美国家庭提供电力。

在效率方面，超临界二氧化碳的使用有潜力使这台设备的效率在目前顶尖水平汽机的基础上再提高几个百分点。

高温高压对设备的材料也提出了极高的要求。这台涡轮机将使用镍基高温合金，可以经受住715摄氏度的高温和高达3600 PSI(约24.8MPa)高压。

GE团队与美国西南研究院密切合作紧锣密鼓地推进这一项目。团队去年已经制作出了设备的3D模型。涡轮机的转子长4.5英尺、直径7英寸，重量只有150磅。目前工程师们正在制作一台缩小比例的，装机容量1MW的机组，预计晚些时候在美国西南研究院进行测试。

其实使用二氧化碳作为涡轮机工质的设想早在上世纪60年代就曾被提出过，10余年前又被重新发掘出来并引起了电力行业的兴趣——发电效率提升的“诱惑力”实在是太大。 效率提升了，就意味着火电厂可以使用更少的煤，发更多的电，进而为节能减排做出贡献。

目前，全球燃煤电厂的平均发电效率是33%。如果通过使用先进技术，比如今天提到的超临界二氧化碳发电，将这个数字提高到40%，那么每年全球燃煤电厂所减少的二氧化碳排放，相当于印度整个国家全年的排放值。

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