據(jù)SwRI機械工程師Jeffrey Moore博士介紹裸准，該10MW渦輪機僅僅只有大約一張普通桌子的尺寸大小梅尤，卻可以提供全球工業(yè)透平范圍內(nèi)最高的功率密度柜思，目前只有用于航天飛機引擎的渦輪泵可與之匹敵。

圖：超臨界二氧化碳渦輪機

傳統(tǒng)光熱發(fā)電系統(tǒng)的熱效率一般為35%至40%巷燥，而配備sCO2渦輪機的光熱發(fā)電系統(tǒng)可實現(xiàn)近50%的熱效率触擎。

提高動力循環(huán)的熱效率是降低CSP裝置的平準化能源成本(LCOE)的關(guān)鍵。 美國能源部(DOE)已為CSP設定了到2030年儲能12小時的光熱發(fā)電系統(tǒng)達到50美元/兆瓦時的成本目標的闹，低于2017年估計的103美元/兆瓦時博旬。美國能源部太陽能技術(shù)辦公室(SETO)光熱發(fā)電項目經(jīng)理Avi Shultz表示，實現(xiàn)50%的熱效率使得這一成本目標向前邁進了五分之一符破。

這種尺寸小但功力強大的渦輪機可耐受高達715℃的高溫以及近3,600psi(pounds per square inch出毁，1psi=6.895kPa)的高壓促奇，且應用范圍極廣瞭阔，適用電站裝機最高達450MW。GE高級首席工程師Doug Hofer表示露龙，在超過700℃的工況下撵靴，基于超臨界二氧化碳的動力循環(huán)系統(tǒng)會比蒸汽循環(huán)系統(tǒng)更高效。

得益于sCO2動力循環(huán)所帶來的效率提升注辜，光熱電站即使在沒有規(guī)模效益的條件下也可以獲得頗具競爭力的電價招砌。

Shultz表示，即使在裝機規(guī)模低于百兆瓦的光熱電站中策洒，sCO2動力循環(huán)依然可以保障相對較高的運行效率粉私，其可幫助裝機規(guī)模較小(≤50MW)且成本較低的小型光熱電站實現(xiàn)與傳統(tǒng)大型光熱電站相同的運行效率，這將為小型光熱電站的開發(fā)帶來新的市場契機近零。另外诺核，sCO2渦輪機還應具備更優(yōu)良的快速啟動性能，因為其體積較傳統(tǒng)大型蒸汽輪機更小久信，需要更強的“爆發(fā)力”窖杀。

Shultz進一步指出，渦輪膨脹機和渦輪機的技術(shù)創(chuàng)新與商業(yè)化離不開與之相關(guān)部件的同步研發(fā)裙士。由SETO和DOE資助的一些項目正在研發(fā)與該sCO2渦輪機相匹配的其他部件入客，例如壓縮機、換熱器腿椎、軸承和密封零件桌硫，以及熱交換器等。

已有研究表明啃炸，熱交換器才是制約發(fā)電系統(tǒng)瞬態(tài)運行的部件铆隘。對此皱埠，一群來自美國大學的研究人員于近期開發(fā)出一種由新型“金屬陶瓷”(陶瓷和金屬制成的材料)制成的換熱器，可用于高溫SCO2電站咖驮。測試證明番搅，這種金屬陶瓷換熱器比目前采用鋼和鎳基設計的換熱器更堅固耐用。

GE研究小組將在全球首個10MW的sCO2電站--超臨界轉(zhuǎn)化電力(STEP)試驗電站中對該sCO2渦輪機的各種“版本”進行測試市口，同時瘸拳，不同“版本”的其他相關(guān)關(guān)鍵部件也會進行測試。

Shultz指出穗俩，超高溫光熱系統(tǒng)實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)部署還需要幾年時間眠乏，當下需要通過測試來降低關(guān)鍵部件的風險性，并證明技術(shù)的可行性熏祝。測試成功后羽傻，將sCO2動力循環(huán)集成到商業(yè)塔式光熱電站中是沒有問題的，采用先進熔鹽塔式技術(shù)路線的電站可直接實現(xiàn)超臨界二氧化碳循環(huán)改造们眶。

目前法厢，北京首航艾啟威節(jié)能技術(shù)股份有限公司與法國電力公司、EDF(中國)投資有限公司正針對首航節(jié)能敦煌10MW光熱示范電站實施超臨界二氧化碳循環(huán)改造嘶违，整體改造計劃于2020年底完工怎猜。