به گزارش اکو اقتصاد،  افزایش بهره‌وری انرژی و کاهش هدررفت منابع، یکی از مهم‌ترین اهداف صنایع بزرگ در سراسر جهان به شمار می‌رود. هر ساله حجم عظیمی از انرژی در صنایع سنگین مانند فولادسازی به صورت گرمای اتلافی از دست می‌رود؛ انرژی ارزشمندی که در صورت بازیابی می‌تواند به منبعی پایدار برای تولید برق تبدیل شود. در همین راستا، چین با توسعه فناوری دی اکسید کربن (CO2) فوق بحرانی موفق شده نخستین نیروگاه تجاری جهان را راه‌اندازی کند که از گرمای تلف‌شده صنعتی برای تولید برق استفاده می‌کند. این پروژه نه تنها یک دستاورد فنی مهم محسوب می‌شود، بلکه می‌تواند مسیر جدیدی برای استفاده بهینه از انرژی در صنایع پرمصرف جهان باز کند.

بهره‌برداری کامل از نخستین نیروگاه دی اکسید کربن فوق بحرانی جهان

شرکت ملی هسته‌ای چین (CNNC) اعلام کرده است که نخستین نیروگاه تولید برق از گرمای اتلافی مبتنی بر دی‌اکسید کربن فوق بحرانی جهان پس از اتصال موفقیت‌آمیز دومین واحد تولیدی خود به شبکه برق، به طور کامل وارد مدار بهره‌برداری شده است.

دومین واحد این نیروگاه که ظرفیتی معادل ۱۵ مگاوات دارد، در تاریخ ۳۰ مه به شبکه برق متصل شد. این واحد در کارخانه فولاد شوگانگ شویچنگ (Shougang Shuicheng) واقع در شهر لیوپانشوی (Liupanshui) در استان گوئیژو چین فعالیت می‌کند.

این پروژه که با نام «کربن وان» (Carbon One) یا «چائوتان وان» (Chaotan One) شناخته می‌شود، اکنون با فعالیت همزمان دو واحد ۱۵ مگاواتی، به ظرفیت نصب‌شده ۳۰ مگاوات دست یافته است. به گفته مسئولان CNNC، این پروژه نخستین نمونه تجاری موفق تولید برق از گرمای اتلافی با استفاده از فناوری دی‌اکسید کربن فوق بحرانی در جهان محسوب می‌شود.

مقامات شرکت ملی هسته‌ای چین اعلام کرده‌اند که با راه‌اندازی هر دو واحد، پروژه Carbon One به ظرفیت پایدار ۳۰ مگاوات رسیده و در حال حاضر بزرگ‌ترین، پیشرفته‌ترین و بالغ‌ترین نیروگاه فعال جهان در حوزه تولید برق با فناوری دی اکسید کربن فوق بحرانی به شمار می‌رود.

فناوری دی اکسید کربن فوق بحرانی چگونه کار می‌کند؟

در قلب این پروژه، فناوری نوآورانه‌ای قرار دارد که از دی‌اکسید کربن فوق بحرانی به عنوان سیال عامل استفاده می‌کند. زمانی که دی‌اکسید کربن تحت شرایط خاص دما و فشار قرار می‌گیرد، وارد حالت فوق بحرانی می‌شود؛ حالتی که در آن به طور همزمان ویژگی‌های مایع و گاز را از خود نشان می‌دهد.

این ویژگی منحصربه‌فرد باعث می‌شود دی اکسید کربن فوق بحرانی بتواند انرژی حرارتی را با بازده بسیار بالاتری نسبت به سامانه‌های بخار سنتی منتقل کند. علاوه بر این، استفاده از این فناوری موجب کوچک‌تر شدن تجهیزات، کاهش هزینه‌های عملیاتی و افزایش راندمان تولید برق می‌شود.

چرخه‌های تولید برق مبتنی بر دی اکسید کربن فوق بحرانی سال‌هاست که به عنوان یکی از فناوری‌های آینده‌دار صنعت انرژی مورد توجه قرار گرفته‌اند، اما پروژه Carbon One نخستین نمونه‌ای است که توانسته این فناوری را در مقیاس تجاری به مرحله بهره‌برداری کامل برساند.

تبدیل گرمای هدررفته کارخانه فولاد به برق

نیروگاه Carbon One در مجتمع فولادسازی شوگانگ شویچنگ احداث شده است؛ مجموعه‌ای صنعتی که در فرآیند تولید فولاد، حجم عظیمی از گرمای اتلافی تولید می‌کند.

در شرایط عادی، بخش زیادی از این گرما بدون استفاده وارد جو می‌شود و به هدر می‌رود. اما در این پروژه، گرمای تولیدشده در فرآیندهای صنعتی جمع‌آوری شده و از طریق سامانه دی اکسید کربن فوق بحرانی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود.

این روش نه تنها موجب افزایش بهره‌وری انرژی در کارخانه می‌شود، بلکه می‌تواند به کاهش مصرف سوخت و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای نیز کمک کند.

عملکرد موفق نخستین واحد طی بیش از پنج ماه

اولین واحد ۱۵ مگاواتی این پروژه در تاریخ ۲۰ دسامبر ۲۰۲۵ وارد مدار شد. از آن زمان تاکنون، این واحد بیش از پنج ماه به صورت پایدار فعالیت کرده است.

طبق اعلام CNNC، تمامی شاخص‌های عملکردی این نیروگاه به اهداف طراحی‌شده رسیده‌اند و حتی در برخی موارد از انتظارات اولیه نیز فراتر رفته‌اند.

این شرکت همچنین تأکید کرده است که بهره‌برداری بلندمدت از واحد نخست، قابلیت اطمینان تجهیزات اصلی، عملکرد پایدار سامانه و توانایی فعالیت در شرایط عملیاتی مختلف را به خوبی اثبات کرده است.

موفقیت این مرحله زمینه را برای راه‌اندازی واحد دوم و دستیابی به ظرفیت کامل ۳۰ مگاوات فراهم کرد.

تأیید تجاری‌سازی فناوری پس از اتصال واحد دوم

پیش از اتصال واحد دوم به شبکه برق، این بخش تحت مجموعه گسترده‌ای از آزمایش‌ها، راه‌اندازی‌های فنی و بررسی‌های ایمنی قرار گرفت. پس از موفقیت‌آمیز بودن این مراحل، واحد دوم نیز در تاریخ ۳۰ مه وارد مدار شد و نیروگاه به ظرفیت کامل طراحی‌شده خود رسید.

توسعه‌دهندگان پروژه معتقدند راه‌اندازی موفقیت‌آمیز واحد دوم، نه تنها قابلیت فنی این فناوری را اثبات کرده، بلکه امکان تجاری‌سازی گسترده آن را نیز به نمایش گذاشته است.

به گفته کارشناسان، این موفقیت نشان می‌دهد که فناوری تولید برق از گرمای اتلافی با استفاده از دی اکسید کربن فوق بحرانی می‌تواند به عنوان یک راهکار اقتصادی و عملی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرد.

از فناوری هسته‌ای تا انرژی‌های پاک

یکی از نکات جالب این پروژه، ریشه‌های علمی آن در صنعت هسته‌ای چین است. موسسه انرژی هسته‌ای چین که یکی از توسعه‌دهندگان اصلی پروژه محسوب می‌شود، دانش و تجربیات حاصل از مطالعات مربوط به راکتورهای هسته‌ای پیشرفته و چرخه‌های قدرت دی اکسید کربن فوق بحرانی را به حوزه بازیابی گرمای اتلافی صنعتی منتقل کرده است.

این انتقال فناوری موجب شده تا تحقیقات انجام‌شده برای نیروگاه‌های هسته‌ای نسل آینده، در حوزه‌های صنعتی و انرژی‌های تجدیدپذیر نیز کاربرد پیدا کند.

آینده‌ای فراتر از صنعت فولاد

شرکت ملی هسته‌ای چین اعلام کرده است که فناوری دی اکسید کربن فوق بحرانی تنها به صنایع فولادی محدود نخواهد شد. این فناوری در سال‌های اخیر توجه گسترده‌ای را در بخش‌های مختلف انرژی به خود جلب کرده است.

از جمله مهم‌ترین حوزه‌های کاربرد آن می‌توان به نیروگاه‌های هسته‌ای پیشرفته، نیروگاه‌های خورشیدی متمرکز، سامانه‌های زمین‌گرمایی و پروژه‌های بازیابی حرارت صنعتی اشاره کرد.

مسئولان موسسه انرژی هسته‌ای چین اعلام کرده‌اند که قصد دارند روند توسعه این فناوری را ادامه داده و فرآیند تجاری‌سازی آن را در مقیاس‌های بزرگ‌تر سرعت ببخشند.

آن‌ها معتقدند توسعه گسترده فناوری دی اکسید کربن فوق بحرانی می‌تواند نقش مهمی در افزایش بهره‌وری انرژی، کاهش انتشار کربن و حمایت از اهداف بلندمدت چین برای گذار به سمت انرژی‌های پاک‌تر ایفا کند.

راه‌اندازی کامل نخستین نیروگاه ۳۰ مگاواتی تولید برق از گرمای اتلافی با استفاده از دی‌اکسید کربن فوق بحرانی، یک نقطه عطف مهم در صنعت انرژی جهان محسوب می‌شود. این پروژه نشان داده است که می‌توان از انرژی‌هایی که پیش‌تر به عنوان ضایعات صنعتی شناخته می‌شدند، برای تولید برق پایدار و کم‌هزینه استفاده کرد.

استفاده از فناوری دی اکسید کربن فوق بحرانی نه تنها راندمان تولید انرژی را افزایش می‌دهد، بلکه اندازه تجهیزات را کاهش داده و امکان بهره‌برداری اقتصادی از منابع حرارتی اتلافی را فراهم می‌کند. موفقیت پروژه Carbon One می‌تواند مسیر توسعه نیروگاه‌های مشابه در سراسر جهان را هموار کرده و به یکی از ابزارهای کلیدی در کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی و تحقق اهداف کربن‌زدایی جهانی تبدیل شود.