通用借3D打印開(kāi)發(fā)出僅有桌面大小的高效環(huán)保CO2渦輪發(fā)電機(jī)

如何滿足社會(huì)越來(lái)越高的能源需求是全世界都正在面對(duì)的挑戰(zhàn)。在這方面，科技巨頭通用電氣（GE）似乎已經(jīng)找到了一種可行的解決方案 — 他們已經(jīng)借助3D打印技術(shù)開(kāi)發(fā)出了一種可運(yùn)行的渦輪機(jī)原型。它的亮點(diǎn)有兩個(gè)，第一是尺寸很小，和書(shū)桌差不多大，所以有很大潛力直接安裝到家庭中，從而方便高效地提供電能；第二是絕對(duì)環(huán)保，因?yàn)樗�使用的不是蒸汽而是CO2，驅(qū)動(dòng)力則是其它能源散發(fā)出的廢熱。

事實(shí)上在應(yīng)用3D打印方面，GE已經(jīng)是絕對(duì)的領(lǐng)先者了。早在2015年，他們就投資2億美元在印度開(kāi)設(shè)了一座先進(jìn)的3D打印工廠，不久之前又在美國(guó)匹茲堡開(kāi)設(shè)了一座3D打印研究中心，所以此次的3D打印渦輪機(jī)原型能夠取得成功并不奇怪。

據(jù)南極熊了解，這種金屬渦輪機(jī)原型是GE首先通過(guò)在紐約的環(huán)球研究中心3D打印出塑料模型，再通過(guò)傳統(tǒng)的鑄造工藝做出來(lái)的。上圖就是模型和它的首席開(kāi)發(fā)工程師Doug Hofer。最終的可以運(yùn)轉(zhuǎn)的渦輪原型重約150磅，不過(guò)就渦輪來(lái)說(shuō)還是輕多了。

相比于制造方法，這種渦輪產(chǎn)生能量的方式更值得關(guān)注。就像前文所說(shuō)，它采用的是廢熱而不是傳統(tǒng)的蒸汽。具體來(lái)說(shuō)就是在極高的壓力和近700℃環(huán)境下儲(chǔ)存的超臨界態(tài)CO2。這種狀態(tài)的CO2介于氣態(tài)和液態(tài)之間，具有很高的熱傳導(dǎo)性，所以能源轉(zhuǎn)化率很高，可以達(dá)到近50%，超過(guò)了傳統(tǒng)蒸汽渦輪的40%許多。另外，這種方法的速度也很快，只需幾分鐘就能開(kāi)始發(fā)電，而傳統(tǒng)渦輪需要至少30分鐘。

更值得關(guān)注的是，這種渦輪使用的CO2是不會(huì)被浪費(fèi)掉的。它在被利用后會(huì)冷卻，然后經(jīng)重新加壓升溫再次返回到渦輪內(nèi)循環(huán)發(fā)揮作用。其中的升溫部分是通過(guò)利用太陽(yáng)能與核能等其它能源的廢熱融化鹽類(lèi)實(shí)現(xiàn)的 — 這令其成為了既高效又清潔的能源生成（發(fā)電）裝置，而這恰好是目前全世界都最需要的。

在Hofer看來(lái)，如果與聚光太陽(yáng)能系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，這種CO2渦輪的能量循環(huán)甚至可以創(chuàng)造出一種完全的閉環(huán) — 由于CO2可以持續(xù)流動(dòng)，所以渦輪機(jī)從理論上來(lái)說(shuō)便可以不停運(yùn)轉(zhuǎn)下去。另外，這種渦輪還能夠成為能源網(wǎng)儲(chǔ)備的重要組成部分，因?yàn)樗�的啟�?dòng)和停止都十分快速，可以很好地應(yīng)對(duì)能源需求，而這是其它可再生能源很難做到的。

不過(guò)，這種CO2渦輪仍處于開(kāi)發(fā)初期，所以要說(shuō)實(shí)際應(yīng)用還為時(shí)尚早。目前，GE的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)正在與美國(guó)能源部和其它政府機(jī)構(gòu)聯(lián)合對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，但他們也已經(jīng)明確表示，這種渦輪的確可以規(guī)模化，產(chǎn)生近500兆瓦的電能 — 足以滿足一整座城市的需求。

好消息是，相關(guān)的測(cè)試有望在2016年結(jié)束前全部完成。在那之后，GE便會(huì)決定這種CO2渦輪的商業(yè)化方案�？紤]到在接下來(lái)的20年內(nèi)，全世界對(duì)能源的需求有可能會(huì)增加近50%，這種高效環(huán)保的小型能源發(fā)生裝置出現(xiàn)的正是時(shí)候。就讓我們共同期待它真正成功的那一天吧！

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《GE正開(kāi)發(fā)小型3D打印蒸汽渦輪有望降低海水淡化成本》
《通用斥資千萬(wàn)美元在美國(guó)建設(shè)萬(wàn)平米3D打印技術(shù)開(kāi)發(fā)中心》

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