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Eine Turbine in Schreibtischgröße könnte eine Stadt mit Strom versorgen
GE Global Research testet eine Turbine in Schreibtischgröße, die eine kleine Stadt mit etwa 10.000 Haushalten mit Strom versorgen könnte. Angetrieben wird das Aggregat von überkritischem Kohlendioxid, das sich bei sehr hohem Druck und bis zu 700 °C in einem Zustand befindet, der weder flüssig noch gasförmig vorliegt. Nachdem das Kohlendioxid die Turbine passiert hat, wird es gekühlt und dann wieder unter Druck gesetzt, bevor es für einen weiteren Durchgang zurückkehrt.
Die kompakte Größe des Geräts und die Fähigkeit, sich schnell ein- und auszuschalten, könnten es für die Netzspeicherung nützlich machen. Sie ist etwa ein Zehntel so groß wie eine Dampfturbine vergleichbarer Leistung und hat das Potenzial, bei der Umwandlung von Wärme in Strom einen Wirkungsgrad von 50 Prozent zu erreichen. Dampfbasierte Systeme liegen typischerweise im mittleren 40-Prozent-Bereich; Die Verbesserung wird aufgrund der besseren Wärmeübertragungseigenschaften und des geringeren Bedarfs an Kompression in einem System erreicht, das überkritisches Kohlendioxid verwendet, verglichen mit einem System, das Dampf verwendet. Der GE-Prototyp hat 10 Megawatt, aber das Unternehmen hofft, ihn auf 33 Megawatt skalieren zu können.
Doug Hofer, ein GE-Ingenieur, der für das Projekt verantwortlich ist, zeigt ein Modell der Turbine.
Die Technologie könnte nicht nur effizienter, sondern auch wendiger sein – in einem Netzspeicherszenario könnte Wärme aus Sonnenenergie, Kernkraft oder Verbrennung zunächst als geschmolzenes Salz gespeichert und die Wärme später zum Antreiben des Prozesses verwendet werden.
Während ein solches Wärmereservoir auch zum Kochen von Wasser zum Antreiben einer Dampfturbine verwendet werden könnte, könnte ein Dampfsystem 30 Minuten brauchen, um hochgefahren zu werden, während eine Kohlendioxidturbine nur ein oder zwei Minuten braucht – was es gut geeignet macht - die Stromerzeugung vor Ort, die während der Spitzenlastzeiten benötigt wird.
Das System von GE könnte auch besser sein als riesige Reihen von Batterien. Das Hinzufügen von mehr Betriebsstunden bedeutet nur, dass ein größerer oder heißerer Vorrat an geschmolzenem Salz vorhanden ist, anstatt zusätzliche Anordnungen riesiger Batterien hinzuzufügen. Das Wichtigste wird die Wirtschaftlichkeit sein, sagt Doug Hofer, der für das Projekt verantwortliche GE-Ingenieur. Es liegt zwar noch Arbeit vor uns, sagt er, aber an diesem Punkt denken wir, dass unsere wirtschaftliche Geschichte im Vergleich zu Batterien günstig ist.