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Tecnologia de CO2 supercrítico pode revolucionar a geração de energia e substituir termoelétricas tradicionais
A tecnologia de dióxido de carbono supercrítico (sCO2) está prestes a transformar a forma como geramos eletricidade. Recentemente, uma usina experimental, conhecida como STEP (Energia Elétrica Transformacional Supercrítica), alcançou um marco histórico ao gerar eletricidade utilizando este método inovador. Esta nova abordagem promete substituir as tradicionais termoelétricas, oferecendo uma alternativa mais eficiente e sustentável, de acordo com o site Inovação Tecnológica.
O que é a tecnologia do CO2 supercrítico?
O dióxido de carbono supercrítico (sCO2) é o CO2 mantido acima de sua temperatura e pressão críticas, atingindo a densidade de um líquido, mas mantendo o comportamento de um gás. Este estado torna o sCO2 um fluido altamente eficiente para a geração de energia, já que pequenas mudanças na temperatura ou pressão resultam em grandes variações em sua densidade. Além de não ser tóxico nem inflamável, o sCO2 proporciona um meio térmico mais eficiente do que a água, com um aumento de até 10% na eficiência das usinas.
Diferença entre ciclos Rankine e Brayton
As usinas tradicionais utilizam água em ciclos Rankine, onde a energia do vapor é convertida em eletricidade, mas com uma eficiência de apenas um terço. Em contraste, o ciclo Brayton, utilizado pelo sCO2, oferece uma eficiência de conversão superior a 50%. No ciclo Brayton, o sCO2 é aquecido por um trocador de calor, fazendo girar uma turbina. Após sair da turbina, o CO2 é resfriado em um recuperador e então comprimido antes de retornar ao aquecedor para continuar o ciclo.
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A usina experimental STEP
A planta-piloto, denominada STEP (Energia Elétrica Transformacional Supercrítica), está instalada no Instituto de Pesquisas do Sudoeste (SwRI) e tem uma potência inicial de 10 megawatts. Recentemente, a turbina atingiu sua velocidade máxima de 27.000 rpm a 260°C, gerando uma pequena quantidade de energia. Nos próximos testes, a temperatura operacional será aumentada gradualmente até 500°C, quando a usina deverá gerar 5 megawatts (MWe), suficiente para abastecer 5.000 residências.
Próximos passos da nova tecnologia que pode substituir as termoelétricas
Após a conclusão da primeira fase de testes, o projeto entrará em sua fase final, com a reconfiguração da planta para aumentar a eficiência e a produção de energia. Esta modificação, que inclui a instalação de novos equipamentos e uma nova fase de comissionamento e testes, avançará até 2025. Ao final, a usina deverá produzir 10 MWe por hora, o suficiente para abastecer 10.000 residências.
Vantagens do sCO2
A turbomaquinaria de sCO2 é significativamente menor que os componentes convencionais de uma usina termoelétrica, reduzindo a área física e o custo de construção de novas instalações. Além disso, os ciclos de energia sCO2 são compatíveis com diversas fontes de calor, como energia solar concentrada, calor residual industrial, energia geotérmica e centrais nucleares avançadas.
Jeff Moore, gerente do projeto, destacou a importância da demonstração desta tecnologia: “O impacto de demonstrar que a tecnologia sCO2 funciona não pode ser exagerado. Eu realmente acredito que este projeto mudará a forma como abordamos a geração de energia no futuro próximo.”
