超臨界 CO2 テクノロジーは実証され、次の 10 年間にわたって拡張される予定です

超臨界 CO2 は、熱からエネルギーへの変換効率を最大 39% から 50 ～ 60% まで高めることができます。

耐食性のある材料が必要です。合金 740 (チタン、ニッケル、クロム、アルミニウム) は 750℃ で年間約 1 ～ 2 ミクロン減少します。

DOEは2016年10月、超臨界CO2タービンを使用する発電所のプロトタイプを建設中であると発表した。 8,000 万ドルのプロジェクトが約 6 年後に稼働すると、10 メガワットのエネルギーが生成されます。これは数千世帯を運営するのに十分な量です。超臨界 CO2 タービンは、約 10 年後には従来の蒸気タービンを大量に置き換え始める可能性があります。

米国の電力の 3 分の 2 は、燃焼駆動の蒸気タービンを介して化石燃料から生成されています。高効率に必要な高温に達するには、まず液体の水から蒸気を蒸発させる必要があります。蒸気はさらに加熱され、タービンで膨張し、反対側で凝縮して水になります。ランキンサイクルと呼ばれるこのプロセスでは、気化ステップは多大な入熱を必要とする相変化ですが、温度 (または効率) は上昇しません。先進的な蒸気タービンは、超臨界状態にすることで相変化を回避しようとしますが、低温で熱を排出しようとするため、このサイクルの一部が水の臨界点（374℃、218気圧）のすぐ上で動作するようになります。この点付近では、蒸気の熱容量が急激に増加するため、総入熱量の最大 36% が低温の気化器のようなプロセスに送られます (図を参照)。蒸気から超臨界 CO2 (scCO2) に切り替え、ブレイトンサイクル (天然ガスタービンによって実行されるのと同じサイクル) を実行することにより、「蒸発器」ステップを回避でき、未臨界蒸気プラントを稼働可能なサイクルに置き換える機会が得られます。効率が 30% 向上します。これらの利益は、太陽熱エネルギーの回収に適した小型のタービンでも持続すると予想されます。

NET Power は、現在の技術と比較してコスト競争力があり、煙突を完全に排除して大気排出量がゼロの天然ガスから電力を生成する新しい電力システムを発明し、商品化しています。このシステムは、主発明者であるロドニーアラムにちなんで名付けられた新しい熱力学サイクル、アラムサイクルに基づいています。

発電技術のブレークスルーとみなされているアラムサイクルは、高圧、高回収率、酸素燃料、超臨界 CO2 サイクルを使用しており、二酸化炭素回収を後付けではなく中核的な発電プロセスの一部にしています。その結果、システムのパフォーマンスを犠牲にすることなく、パイプライン品質の CO2 副産物を本質的に生成する高効率の発電が実現します。

アラムサイクルの燃焼によって生成された CO2 は、燃焼器に複数回リサイクルされて戻され、大部分が純粋な高圧 CO2 である作動流体が生成されます。蒸気ではなく非常に高圧の CO2 作動流体を使用することで、NET Power は蒸気サイクルの非効率性を引き起こす「相変化」を回避できます。蒸気サイクルを駆動してスタックで熱エネルギーを失う代わりに、NET Power はシステム内に熱を保持します。つまり、タービンが必要な動作温度に達するために必要な燃料が少なくなります。

NET 発電所では、酸素燃焼と呼ばれるプロセスが採用されており、燃料は周囲空気の代わりに純粋な酸素で燃焼されます。空気は約 80% が窒素であるため、空気よりも酸素の方が好ましいです。窒素が燃焼すると、有害な汚染物質である NOx が生成されます。酸素燃焼により、NET 発電所は実質的にすべての NOx 生成を排除できます。

NET 発電所では、酸素燃焼のために周囲の空気から酸素を分離するための空気分離ユニット (ASU) が必要です。 ASU はよく知られた技術ですが、電力業界への応用は、高い資本コストとエネルギー要件によって妨げられてきました。 NET Power は、いくつかの方法でこれらの課題を克服します。 NET 発電所は蒸気サイクルに関連するすべての機器を必要としないため、この「節約された」資本コストを利用して、大金を掛けずに空気分離ユニットを追加できます。さらに、NET Power は蒸気ベースのエネルギー損失が排除されているため、従来のシステムよりも高い始動効率、つまり「総」効率を備えています。これは、NET 発電所が高効率を維持しながら ASU のエネルギー消費を吸収できることを意味します。

NET Power は 2016 年 3 月、二酸化炭素を含む大気排出量ゼロで低コストの電力を生産する新しい天然ガス発電システムを検証する、初の発電所の着工を発表しました。 NET Power は、Exelon Generation、CB&I、および 8 Rivers Capital のコラボレーションです。 50メガワットの実証プラントはテキサス州ラポートに建設中です。

ブライアン・ワンは未来派の思想的リーダーであり、月間 100 万人の読者を抱える人気の科学ブロガーです。彼のブログ Nextbigfuture.com は、科学ニュースブログで第 1 位にランクされています。宇宙、ロボット工学、人工知能、医学、アンチエイジングバイオテクノロジー、ナノテクノロジーなど、多くの破壊的テクノロジーとトレンドをカバーしています。

最先端のテクノロジーを見極めることで知られる彼は、現在スタートアップの共同創設者であり、将来性の高い初期段階の企業の資金調達者でもあります。彼はディープテクノロジー投資の割り当て調査責任者であり、Space Angels のエンジェル投資家でもあります。

企業で頻繁に講演する彼は、TEDx の講演者、シンギュラリティ大学の講演者、ラジオやポッドキャストの数多くのインタビューにゲストとして出演しています。彼は人前で講演したり、アドバイスをしたりすることに積極的です。