La première centrale électrique commerciale utilisant le dioxyde de carbone supercritique (sCO2) a débuté ses opérations en Chine, marquant une avancée significative dans le domaine de la production d’énergie. Pour la première fois en un siècle, nous assistons à une rupture avec l’utilisation traditionnelle de la vapeur dans la génération d’électricité, offrant ainsi un potentiel d’efficacité bien supérieur.
Une Révolution dans la Génération d’Énergie
L’invention de la machine à vapeur a joué un rôle clé dans la Révolution industrielle, permettant aux humains de transformer des combustibles en énergie pour effectuer des travaux, au-delà de la simple production de chaleur. Au fil des années, des innovations ont permis d’améliorer l’efficacité des moteurs, mais le principe de base restait identique : la vapeur.
Des chercheurs ont réalisé qu’une grande partie de l’énergie était perdue lors de la production de vapeur pour alimenter les turbines. Faire bouillir de l’eau pour générer de la vapeur est un processus qui consomme beaucoup d’énergie, ce qui a conduit à la recherche d’un moyen plus efficace.
Qu’est-ce que le sCO2 ?
Le dioxyde de carbone supercritique est un état particulier du CO2 qui se produit lorsque sa température et sa pression dépassent certains seuils critiques. Sous des conditions normales, le CO2 existe sous forme de gaz. Cependant, en élevant la température à 31 °C (87 °F) et en augmentant la pression à 7,37 MPa (1 070 psi), on obtient un état supercritique.
Dans cet état, le CO2 affiche des caractéristiques à la fois de liquide et de gaz. Cela signifie qu’il peut remplir un espace comme un gaz tout en possédant la densité d’un liquide. Cette propriété est particulièrement utile dans les applications où l’on déplace une turbine, car elle permet de minimiser la résistance tout en maximisant la poussée. Cette transformation en état supercritique nécessite moins d’énergie que celle requise pour faire bouillir de l’eau.
L’Implémentation de Chaoton One
La première installation commerciale de générateur sCO2 a été mise en place dans une usine d’acier située à Liupanshui, dans la province de Guizhou en Chine. Composée de deux unités de 15 mégawatts, cette centrale a été raccordée au réseau électrique le mois dernier. Elle est conçue pour convertir la chaleur résiduelle de l’usine sidérurgique en électricité.
En démontrant l’efficacité du sCO2 comme fluide de travail, ce projet prouve également que des sources thermiques de petites à moyennes dimensions peuvent être exploitées efficacement pour produire de l’électricité. Par rapport aux technologies traditionnelles à vapeur, Chaoton One pourrait augmenter la production nette d’électricité de 50 % tout en améliorant l’efficacité globale de production d’énergie de plus de 85 %.
De plus, la conception du générateur sCO2 est plus simple que celle des centrales à vapeur conventionnelles, nécessitant moins de composants et étant plus facile à exploiter et à entretenir.
Le succès de Chaoton One pourrait ouvrir la voie à une nouvelle ère de génération d’énergie, remplaçant la dépendance à l’eau pour la production de vapeur par l’utilisation innovante du dioxyde de carbone.
FAQ
Quelles sont les applications potentielles du sCO2 en dehors de la production d’énergie ?
Le dioxyde de carbone supercritique trouve des applications potentielles dans d’autres domaines, comme le secteur alimentaire, où il peut être utilisé pour extraire des arômes ou des composés bioactifs.
En quoi l’utilisation du sCO2 contribue-t-elle à la durabilité environnementale ?
Utiliser le sCO2 peut réduire les émissions de carbone, car il valorise le CO2 déjà présent dans l’atmosphère. Cela permet de contribuer à la lutte contre le changement climatique.
Y a-t-il des projets similaires en cours dans d’autres pays ?
Oui, des initiatives sont en cours aux États-Unis et dans d’autres pays pour explorer l’utilisation du sCO2 dans des applications de production d’énergie, mais la Chine a été la première à déployer une solution commerciale.
Quels défis techniques doivent encore être surmontés ?
Il reste des défis techniques à relever, tels que l’optimisation des systèmes de contrôle et le développement de matériaux résistants aux conditions de haute pression et de température du sCO2.
