На территории металлургического комбината Shougang Shuicheng, расположенного в городе Люпаньшуй юго-западной китайской провинции Гуйчжоу, состоялось подключение к электросети второго энергоблока в рамках проекта «Carbon One», сообщает издание Science and Technology Daily.
Ирина Медведева
Источник фото:China Media Group
Этот агрегат функционирует на основе сверхкритического диоксида углерода, получаемого из промышленных отходов. Данное событие знаменует собой завершение первой в мире промышленной демонстрации технологии генерации энергии с использованием сверхкритического CO₂, где в качестве источника тепла применяется отработанное тепло.
Описание проекта
Проект был реализован совместными усилиями Института ядерной энергетики Китайской национальной ядерной корпорации (CNNC), компаний Jigang International и Shougang Shuicheng, которые применили опыт, полученный при работе с ядерными энергосистемами. В этой области сверхкритический CO₂ изучался как возможное рабочее тело для реакторов нового поколения.
В настоящее время суммарная мощность установки составляет 30 мегаватт: два блока по 15 МВт каждый. Это делает её крупнейшей и наиболее технологически продвинутой в мире станцией для выработки энергии на базе сверхкритического CO₂.
Первый энергоблок был введён в промышленную эксплуатацию 20 декабря 2025 года. За более чем пять месяцев бесперебойной работы все его эксплуатационные показатели соответствовали проектным требованиям или превосходили их, отметили в CNNC. Успешный ввод в строй второго блока после интенсивных пусконаладочных работ подтверждает коммерческую пригодность данной технологии.
В отличие от традиционных паровых турбин, в энергетических циклах на основе CO₂ в сверхкритическом состоянии это вещество используется как рабочее тело.
В таком состоянии оно одновременно проявляет свойства и жидкости, и газа. Это позволяет добиться более высокой тепловой эффективности, особенно при утилизации отработанного тепла в тяжёлой промышленности, например в сталелитейном производстве, где тепло возвращается в цикл, а не рассеивается в атмосферу.
Значение подключения второго энергоблока
Ввод второго энергоблока стал важным шагом к масштабированию технологии: установка мощностью 30 МВт теперь способна демонстрировать стабильную выработку в промышленных масштабах. Ключевое отличие от традиционных аналогов заключается в замкнутом цикле использования диоксида углерода.
На комбинате Shougang Shuicheng отработанное тепло сталеплавильных печей направляется в теплообменники, где CO₂ нагревается до сверхкритического состояния при давлении свыше 73 бар и температуре около 500–600 градусов Цельсия, а затем поступает в турбину. Это позволяет утилизировать тепловые сбросы, которые в обычных условиях просто рассеиваются, повышая общий КПД на 5–7% по сравнению с паровыми циклами.
Особый интерес специалистов вызывает эксплуатационная гибкость системы. В отличие от водяного пара, сверхкритический CO₂ не требует сложных процессов фазового перехода и менее подвержен коррозии при работе с высокотемпературными газами.
Это сокращает время запуска и остановки установки, что критически важно для промышленных предприятий с переменными режимами работы. На практике первый блок проработал свыше пяти месяцев без сбоев, что подтвердило надёжность ключевых узлов, включая турбину, компрессор и систему рекуперации тепла.
Масштабирование и перспективы
Разработчики из CNNC уже заявили о планах по масштабированию проекта. Следующим этапом станет создание демонстрационного энергоблока мощностью 50–100 МВт на базе той же архитектуры. Параллельно ведётся подготовка к внедрению технологии на других крупных промышленных объектах, включая угольные электростанции и цементные заводы.
По оценкам специалистов, потенциал рынка для таких систем к 2030 году может составить миллионы тонн CO₂, возвращаемого в оборот вместо выброса в атмосферу.
Важно подчеркнуть, что успешная апробация данной технологии имеет прямое отношение к целям Китая по снижению углеродного следа.
В базовом сценарии сталелитейная промышленность страны ежегодно генерирует огромные объёмы сбросного тепла, и его утилизация с помощью сверхкритического CO₂ может сократить потребность в дополнительных мощностях электрогенерации.
Кроме того, опыт, полученный при создании установки, может быть применён в проектах ядерной энергетики четвёртого поколения, где сверхкритический CO₂ рассматривается как перспективное рабочее тело для газоохлаждаемых реакторов.
На данный момент проект «Carbon One» действует на коммерческой основе, обеспечивая часть потребностей комбината в электроэнергии за счёт тепла, которое ранее уходило в трубу.
Суммарная выработка двух блоков позволяет ежегодно замещать значительный объём закупок электроэнергии из сети.
Учитывая заявленные параметры надёжности и эффективности, не исключено, что аналогичные системы будут применяться не только на металлургических предприятиях, но и в химической промышленности, где также велики объёмы низкопотенциального тепла, пригодного для утилизации.
Кстати, по данным China Huaneng Group, в Чжэнчжоу, провинция Хэнань в центральном Китае, официально начал работу первый в Китае проект геотермального отопления с использованием технологии сверхкритического диоксида углерода (CO2). Это прорыв в усилиях страны по повышению эффективности использования геотермальной энергии.
А в России Пермский Политех изучает перспективы энергетических комплексов на основе топливных ячеек в отдаленных регионах