Générateurs électrique sur cycle de CO2supercritique au lieu de la vapeur

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energy_isere
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Générateurs électrique sur cycle de CO2supercritique au lieu de la vapeur

Message par energy_isere »

Les Chinois ont réussi à mettre au point un Générateurs électrique sur cycle thermodynamique basé sur le CO2supercritique au lieu du cycle traditionnel de la vapeur d'eau.
Et le démonstrateur fait déjà 2 fois 15 MW électrique ! Son nom est Chaotan One.
Le rendement est très supérieur au cycle à la vapeur d'eau.
Major CO2 power generator starts operations

By Zheng Xin | China Daily | Updated: 2025-12-23

The world's first commercial supercritical carbon dioxide power generator started operations in Southwest China's Guizhou province recently, a significant milestone in the global transition toward high-efficiency waste heat recovery, said its operator China National Nuclear Corp (CNNC).

Known as Chaotan One, the new generator, located at a plant in Guizhou's Liupanshui city, uses carbon dioxide instead of steam to transfer heat. Each unit of the project boasts a power generation capacity of 15 megawatts, it said.

It has been connected to the grid from a steel production plant in Guizhou to produce electricity from waste heat, addressing a long-standing technical bottleneck in the efficient utilization of small-to-medium scale thermal energy sources.

Huang Yanping, CNNC chief scientist and chief designer of Chaotan One, said the commercial operation of this project represents the first transition of this innovative technology from laboratory to commercial implementation worldwide.

The system, with simplified structural design and fewer components, makes it possible to operate and maintain more easily compared to conventional steam-cycle plants. It can generate over 70 million kilowatt-hours of electricity annually, adding about 30 million yuan ($4.26 million) in revenue.

By utilizing supercritical CO2 power generation, the project implements an innovative power cycle that is more efficient, takes up less space, requires fewer auxiliary components and reacts faster than traditional systems, he said.

According to Huang, when the working pressure of CO2 exceeds 73 atmospheres and the temperature exceeds 31 C, it enters a supercritical state, leading to increased density that approaches a liquid state, which enables it to store more energy.

Meanwhile, its viscosity remains very low, close to that of a gas, resulting in smaller flow resistance.

According to CNNC, the system offers a drastic performance leap over traditional sintering waste heat steam power technologies currently in use, with overall power generation efficiency up by more than 85 percent, net electricity generation improved by over 50 percent and required floor space reduced by 50 percent.

Beyond being an innovative technology, supercritical CO2 power generation is poised to significantly contribute to the country's dual-carbon goals by efficiently converting industrial waste heat into power, it said.

Industry experts believe the innovative thermoelectric conversion technology comes at a critical juncture for China's energy landscape, as the country's electricity consumption is expected to reach a record high in 2025, with total power use projected to surpass 10 trillion kWh nationwide.

Rising demand is driven in large part by high-tech and advanced manufacturing industries, according to the national energy work conference held recently in Beijing.

Power use in sectors such as new energy vehicle manufacturing and wind power equipment manufacturing has jumped more than 20 percent and 30 percent year-on-year, respectively, from January to November. Electricity consumption in the internet and related services sector surged more than 30 percent, it said.

Wang Hongzhi, head of the National Energy Administration, said at the conference that China is set to overfulfill its target of having nonfossil energy account for 20 percent of its total energy consumption in 2025.

Thanks to robust green investment, the leapfrog development of the new energy sector, and the accelerated construction of major hydropower and nuclear power projects, the country's green and low-carbon energy transition has accelerated this year, Wang said.

The Nuclear Power Institute of China started research into the world's cutting-edge supercritical CO2 power conversion technology as early as 2009. In 2023, construction commenced on its demonstration project in Liupanshui.

In 2024, CNNC launched a demonstration project integrating molten-salt energy storage and supercritical CO2 power generation technologies, with scheduled demonstration operations set for 2028.

Looking ahead, the supercritical CO2 power generation technology will be integrated with multiple heat sources to form power generation systems, said Huang.

This will help expand its applications to solar thermal power, waste heat recovery, energy storage and other fields, he said.
https://global.chinadaily.com.cn/a/2025 ... opilot.com
China pioneers commercial use of supercritical CO2 power generation
By Xinhua
Published: Dec 21, 2025
.................
Compared to conventional sintering waste-heat steam power generation technologies, Chaotan One has increased power generation efficiency by over 85 percent, net power generation by over 50 percent, and reduced the required floor space by 50 percent.
..............
https://www.globaltimes.cn/page/202512/ ... opilot.com
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kercoz
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Re: Générateurs électrique sur cycle de CO2supercritique au lieu de la vapeur

Message par kercoz »

Le co2 supercritique était surtout connu comme solvant tres performant ...J'ai pas tout compris mais ça semble au point:
https://www.sme-group.com/fr/blog/dioxy ... n-denergie

""""

Le système de production d’énergie de dioxyde de carbone supercritique utilise le dioxyde de carbone à l’état supercritique comme matériau de travail pour convertir la chaleur de la source de chaleur en énergie mécanique, et sa source de chaleur peut provenir de l’énergie solaire, de la chaleur résiduelle industrielle, de l’énergie géothermique, de la combustion des combustibles fossiles et de nombreux autres domaines. La production d’électricité à dioxyde de carbone supercritique présente trois avantages majeurs par rapport à la production d’électricité à vapeur traditionnelle. Le premier est de petite taille, le générateur de dioxyde de carbone ne met que 1/25 du volume des unités de vapeur; l’efficacité de la production d’électricité est supérieure de 3 à 5 points de pourcentage à celle des unités à vapeur; Les centrales au charbon avec des unités de dioxyde de carbone, leur intensité d’émissions de carbone peut être réduite de 10%. L’équipement de la canalisation est corrodé à un taux plus faible, et les exigences de matériaux pour la canalisation sont relativement inférieures aux unités de vapeur. Enfin, le système de production d’électricité à dioxyde de carbone supercritique est sans traitement de l’eau, et peut économiser beaucoup de ressources en eau.

L’utilisation d’eau pour la production d’électricité à unité ultra-supercritique, la pression peut atteindre près de 30 MPa, équivalent à près de 300 atmosphères, en plus de la vapeur à haute température est très facile à corroder l’équipement, ce qui nécessite que les matériaux d’équipement doivent non seulement avoir une résistance extrêmement élevée, mais aussi avoir une super résistance à la corrosion, les conditions de production d’électricité sont très exigeantes.

La température du point critique du dioxyde de carbone est d’environ 31 degrés Celsius et la pression est d’environ 7,8 MPa (78 atmosphères), la température et la pression sont bien en dessous du point critique de l’eau, et il peut atteindre l’état supercritique dans la condition de température ambiante proche.

L’unité d’essai de production d’électricité à cycle supercritique de dioxyde de carbone a été mise en service avec succès. C’est une bonne nouvelle pour les usines d’acier qui veulent construire leur propre centrale électrique."""""""""""""""
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Re: Générateurs électrique sur cycle de CO2supercritique au lieu de la vapeur

Message par energy_isere »

Aux USA il ya un projet du même genre qui vise à terme 10 MW.

Mais bon, les Chinois ont quelques années d'avance.
STEP Demo supercritical CO2 pilot plant generates electricity for the first time

May 29, 2024

The Supercritical Transformational Electric Power (STEP) Demo pilot plant has generated electricity for the first time using supercritical carbon dioxide (sCO2) power cycles. The $169 million, 10-megawatt sCO2 facility at Southwest Research Institute (SwRI) in San Antonio is demonstrating next-generation power production technology in a project led by GTI Energy in collaboration with SwRI, GE Vernova, the U.S. Department of Energy/National Energy Technology Laboratory (U.S. DOE/NETL), and several industry participants.

“The impact of demonstrating that the sCO2 technology works cannot be overstated,” said SwRI Project Manager Dr. Jeff Moore. “I truly believe this project will change how we approach power generation in the near future.”

For the first time, the pilot plant’s turbine achieved its full speed of 27,000 RPM at an operating temperature of 260°C and generated a small amount of power. Over the next few weeks, the STEP team will slowly ramp up the operating temperature to 500°C and generate 5 megawatts (MWe) of power, enough to power 5,000 homes.

After completion of this first test configuration, the STEP Demo project will enter its final phase. The pilot plant will be reconfigured to boost the power plant’s efficiency and overall energy output. This modification requires the installation of new equipment, as well as a new commission and test phase that will continue into 2025 until the pilot plant is running at full power. At the end of its final phase, the pilot plant will produce 10 MWe hourly, enough to power 10,000 homes.

The STEP Demo pilot plant is one of the largest demonstration facilities in the world for sCO2 technology. Unlike conventional steam power plants, which use water as the thermal medium in power cycles, STEP uses high-temperature sCO2 to increase efficiency by as much as 10% due to its favorable thermodynamic properties. Carbon dioxide is nontoxic and nonflammable, and when CO2 is held above a critical temperature and pressure, it can act like a gas while having the density near that of a liquid.

The pilot plant’s sCO2 turbomachinery is approximately one-tenth the size of conventional power plant components, which shrinks the physical footprint and construction cost of any new facilities. Additionally, the sCO2 power cycles are compatible with many heat sources including concentrated solar power, industrial waste heat, geothermal power and advanced nuclear power plants.

SwRI, GTI Energy, and GE broke ground on the STEP Demo site in 2018. The facility achieved mechanical completion in October 2023, when major subsystems began commissioning.
https://www.swri.org/newsroom/press-rel ... first-time
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Re: Générateurs électrique sur cycle de CO2supercritique au lieu de la vapeur

Message par energy_isere »

La Chine inaugure la plus puissante centrale au CO2 supercritique du monde
Développée conjointement par l'Institut de l'énergie nucléaire du CNNC (China National Nuclear Corporation), Jigang International et Shougang Shuicheng Steel, cette technologie chinoise réussit à produire efficacement de l'énergie à partir de chaleur résiduelle. Une prouesse.

Par Elodie Falco, 03 juin 2026

Dans la province du Guizhou, la mise en service complète de la centrale Carbon One, appelée également Chaotan One dans l'Empire du Milieu, marque l'entrée en exploitation du premier système commercial au monde capable de produire de l'électricité à partir de chaleur industrielle perdue (ou résiduelle) grâce au dioxyde de carbone supercritique, un état fluide du CO₂. Avec la connexion de sa seconde unité de elle aussi 15 mégawatts (MW) au réseau électrique de l'aciérie Shougang Shuicheng, située dans la ville de Liupanshui, l'installation atteint désormais une puissance totale de 30 mégawatts.

"Avec ses deux unités désormais opérationnelles, le projet Carbon One est apte à fournir une capacité installée stable de 30 MW, ce qui en fait le projet de production d'électricité à partir de dioxyde de carbone supercritique le plus grand, le plus avancé et le plus abouti au monde actuellement en fonctionnement", ont fièrement annoncé les représentants du China National Nuclear Corporation (CNNC) dans un communiqué de presse, lundi 1er juin.

Revaloriser les déchets

Dans les aciéries et d'autres structures énergivores, d'immenses quantités de chaleur sont rejetées dans l'environnement sans être utilisées. Un gâchis. Cette nouvelle centrale, au contraire, récupère cette énergie résiduelle et la transforme en électricité. Comment ? En utilisant du CO₂ porté à l'état supercritique, une phase particulière où il adopte à la fois des propriétés liquides et gazeuses, comme fluide de travail.

Cette caractéristique permet non seulement de transporter et de transformer de l'énergie, mais aussi d'améliorer les performances du système, avec un rendement thermique supérieur.

Vers une commercialisation mondiale

Installée au sein du complexe sidérurgique de Shougang Shuicheng, la centrale a déjà fait ses preuves. La première unité est en fonctionnement depuis décembre 2025 et a notamment tourné sans interruption majeure pendant plus de cinq mois. "Tous les indicateurs de performance ont atteint ou dépassé les objectifs fixés lors de la conception", rapportent les responsables du projet. Les essais réalisés ces derniers mois sont venus, eux, confirmer "la fiabilité des équipements clés et la stabilité de l'ensemble du système dans diverses conditions d'exploitation".

La deuxième unité, raccordée samedi 30 mai, a aussi fait l'objet de tests approfondis avant son intégration au réseau. Lancée à pleine capacité, l'installation attire déjà les regards des investisseurs du monde entier en raison de ses applications potentielles dans les centrales nucléaires de nouvelles générations, les installations solaires thermodynamiques, la géothermie et la récupération de chaleur dans d'autres secteurs industriels. Les chercheurs chinois accélèrent d'ores et déjà son déploiement en vue d'une commercialisation à grande échelle.
https://www.geo.fr/sciences/la-chine-in ... 2%2C%20ont
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