Überkritisches CO2

Überkritisches CO2 (s-CO2) ist ein flüssiger Zustand von Kohlendioxid, in dem das Gas über seinem kritischen Punkt (d.h. kritischem Druck und Temperatur) gehalten wird. Die Dichte an dieser Stelle ist vergleichbar mit der einer Flüssigkeit und ermöglicht es, die in einem Kompressor benötigte Pumpleistung deutlich zu reduzieren und damit den Wirkungsgrad der thermischen in elektrische Energieumwandlung deutlich zu erhöhen.

Die amerikanischen Sandia National Laboratories (SNL) in Albuquerque, New Mexico, erforschen eine thermisch-elektrische Energieumwandlungstechnologie in einer Konfiguration, die als recompression closed Brayton cycle (geschlossener Brayton-Kreislauf – RCBC) bezeichnet wird, der s-CO2 als Arbeitsflüssigkeit anstelle von Dampf verwendet, wodurch die Umwandlungseffizienz im Vergleich zu Rankine-Kreisläufen dramatisch erhöht wird.

Der Hauptgrund für den verbesserten Wirkungsgrad der Energieumwandlung liegt einfach darin, dass die Verwendung von s-CO2 als Arbeitsmedium in einem Brayton-Zyklus weniger Aufwand erfordert, um einen bestimmten Wärmeeintrag in Strom umzuwandeln. Im Allgemeinen bedeutet ein erhöhter Wirkungsgrad eine höhere Leistung bei gleichem Wärmeeintrag, unabhängig von der Wärmequelle (Erdgas, Kernenergie, Solar oder Kohle). Wenn die Brennstoffkosten einen erheblichen Anteil an den Gesamtkosten ausmachen (kohle- und erdgasbefeuerte Anlagen), ist der Vorteil die Senkung der Brennstoffkosten. Bei hohen Investitionen (Kernenergie und konzentrierende Solarenergie) ist der Nutzen die Erhöhung des Ertrages für die Erstinvestition.

->Quelle:energy.sandia.gov/supercritical-co2