Kohlendioxid-Generator: Zukunft der Stromerzeugung startet in China

In der südwestchinesischen Provinz Guizhou ist ein zukunfts­weis­endes Kraftwerk auf Basis von "überkritischem" Kohlendioxid (sCO₂) in den kommerziellen Betrieb gegangen. Laut Betreiber handelt es sich um die erste kommerzielle Anwendung der Art.

Startschuss in Guizhou

Die Anlage mit dem Namen "Chaotan One" steht auf dem Gelände eines Stahlwerks in Liupanshui und nutzt industrielle Abwärme, um zwei Generatoren mit jeweils 15 Megawatt Leistung anzutreiben. Das technische Konzept unterscheidet sich deutlich von klassischen Dampfturbinen, die seit mehr als hundert Jahren zur Stromerzeugung eingesetzt werden.

Statt Wasser dient Kohlendioxid als Arbeitsmedium in einem geschlossenen Kreislauf. Das CO2 wird dabei in einen überkritischen Zustand versetzt, der oberhalb von 31 Grad Celsius und bei einem Druck von mehr als 7,37 Megapascal erreicht wird. In diesem Zustand weist das Gas eine flüssigkeitsähnliche Dichte auf, strömt jedoch wie ein Gas.

CNNC meldet Erfolge

Nach Angaben der China National Nuclear Corporation (CNNC) markiert die Inbetriebnahme den Abschluss der langjährigen Entwicklungsphase. Die Anlage erreiche eine höhere thermische Effizienz als herkömmliche Systeme und biete daher enormes Potenzial für künftige Anwendungen in verschiedenen Energiesektoren.

Ein zentraler Vorteil der sCO2-Technologie ist die kompakte Bauweise. Durch die höhere Energiedichte von überkritischem Kohlen­dioxid im Vergleich zu Wasser­dampf können Turbinen bei gleicher Leistung deutlich kleiner konstruiert werden. Fachleute gehen davon aus, dass sCO2-Turbinen nur rund ein Zehntel der Größe vergleich­barer Dampf­turbinen erreichen. Dies senkt den Material­bedarf und eröffnet Einsatz­möglichkeiten auf begrenztem Raum, etwa in Industrie­anlagen oder auf Schiffen.

Herausforderungen der Technik

Gleichzeitig gilt die Technologie als sehr anspruchsvoll. Der Betrieb unter hohen Temperaturen und Drücken stellt hohe Anforderungen an die eingesetzten Materialien. Als besondere Herausforderungen gelten Korrosion sowie die Auslegung von Dichtungen und Lagern, die dem Druck dauerhaft standhalten müssen.

Neben der Nutzung industrieller Abwärme wird der sCO2-Zyklus, auch als Brayton-Kreisprozess bekannt, als geeignet für solarthermische Kraftwerke und nukleare Anwendungen angesehen. Während in den USA und Europa bislang vor allem Pilotprojekte verfolgt werden, ist die Technologie in China mit der Anlage in Guizhou erstmals kommerziell im Einsatz.

Was haltet ihr von diesem technologischen Ansatz? Seht ihr darin eine echte Alternative zu klassischen Dampfturbinen oder überwiegen für euch die technischen Risiken? Wir freuen uns auf eure Einschätzungen in den Kommentaren.


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