Una turbina de muy pequeño tamaño accionada con dióxido de carbono podría producir energía de una manera ultra eficiente. Esta turbina podría suponer una importante actualización a las formas actuales de generar electricidad.
10.000 viviendas
10.000 hogares son los que podrían abastecerse con esta pequeña turbina diseñada por los ingenieros de GE Global Research. Lo que es verdaderamente notable en esta turbina, no obstante, es su potencial para resolver los retos energéticos del mundo.
Por lo general, las turbinas pesan toneladas y utilizan vapor para funcionar. En cambio, ésta no es mayor que un escritorio, pesa alrededor de 68 kg, y se acciona con dióxido de carbono. «Esta máquina compacta nos permitirá hacer cosas increíbles», dijo Doug Hofer, ingeniero jefe del proyecto, en Albany, Nueva York, Estados Unidos. Y añade: «el mundo está buscando formas más limpias y más eficientes de generar energía. Los conceptos que estamos explorando con esta máquina están ayudando a abordar ambas».
El diseño actual de la turbina permitirá producir hasta 10.000 kilovatios de energía. Sin embargo, los investigadores están estudiando la ampliación de la tecnología para que pueda generar hasta 500 megavatios, que podría ser suficiente para abastecer a una ciudad.
¿Entonces, cómo funciona?
Para que funcione, el dióxido de carbono se debe mantener a altas temperaturas y presión extrema. Con estas condiciones, el dióxido de carbono entra en un estado físico que se encuentra en un punto medio entre gas y líquido. En ese momento, la turbina aprovecha la energía, y transfiere la mitad del calor para convertirlo en electricidad.
El diseño también permite una fácil operación, ya que la turbina puede encenderse y apagarse fácilmente por lo que es más eficiente para almacenamiento de red, un problema constante de otras fuentes de energía renovables como la energía solar y eólica.
El resultado es una turbina que puede generar energía de manera más eficiente y sostenible.
De acuerdo con GE, el ciclo de potencia es un circuito cerrado, lo que significa que el dióxido de carbono circula continuamente, asegurándose que no se producen productos residuales. A modo de explicación, la unidad es impulsada por «dióxido de carbono supercrítico», que se encuentra en un estado de presión ultra alta y con hasta 700° C. Una vez que el dióxido de carbono pasa a través de la turbina, se enfría para ser más tarde represurizado antes de volver para otra pasada.
Como explica la revista de la MIT en un comunicado, «los sistemas basados en vapor se encuentran típicamente en un rango de poco más del 40 por ciento; la mejora se consigue gracias a las mejores propiedades de transferencia de calor y la menor necesidad de compresión en un sistema que utiliza dióxido de carbono supercrítico en comparación con uno que utiliza vapor. El prototipo de GE es de 10 megavatios”, pero tan sólo seis meses después de publicar el diseño, están listo para ampliar el número cincuenta veces. Hofer y sus colegas están utilizando una subvención del Departamento de Energía de Estados Unidos para diseñar nuevas piezas clave para la turbina y aumentar su producción hasta los 500 megavatios, lo suficiente como para abastecer a una gran ciudad de electricidad.
También es importante resaltar que un sistema a vapor a menudo puede tardar 30 minutos para conseguir entrar en funcionamiento. En cambio, una turbina de dióxido de carbono podría tardar sólo un minuto o dos. Hoy en día se necesita una locomotora y dos vagones de ferrocarril para mover la turbina más avanzada de esta clase. Hofer dice que su diseño cabrá en un camión articulado.
