Американский стартап American Supercritical, вышедший из режима скрытности в среду, объявил о привлечении 8 миллионов долларов инвестиций. Компания планирует модернизировать неэффективные газовые турбины, используемые для энергоснабжения дата-центров, с помощью технологии на основе сверхкритического углекислого газа. Такое решение призвано увеличить объем вырабатываемой энергии без дополнительных выбросов парниковых газов.
Принцип работы и повышение эффективности турбин
По словам соучредителя компании Саймона Шухама, текущая задача заключается в модернизации газовых турбин, однако в будущем технология может быть адаптирована и для других источников энергии. Большинство крупных электростанций в США применяют технологию комбинированного цикла: сначала электричество вырабатывается сжиганием газа, а затем остаточное тепло используется для создания пара и получения дополнительной энергии. Однако многие дата-центры в США используют только «простые» турбины без парового компонента.
Эффективность таких простых турбин составляет лишь около 35%, в то время как установки комбинированного цикла достигают 60–65%. В результате большая часть энергии уходит в виде отработанных газов. Например, строящийся в Техасе энергообъект Amazon на базе простых турбин имеет разрешение на выброс более 33 миллионов тонн парниковых газов в год.
Технология American Supercritical заключается в использовании углекислого газа, который при определенном давлении и температуре переходит в сверхкритическое состояние. В этом виде он обладает плотностью жидкости, но ведет себя как газ, что позволяет эффективно передавать энергию с помощью более компактного оборудования. Сверхкритический CO2 переносит тепло из выхлопа турбин для выработки дополнительного электричества без использования воды, которая обычно требуется для паровых систем. Оборудование функционирует в закрытом контуре и не требует дозаправки.
Перспективы внедрения и рыночный потенциал
Компания планирует выпускать модули мощностью 10 МВт. По расчетам American Supercritical, внедрение таких систем позволит повысить КПД турбин на 50% без увеличения выбросов или потребления воды. Соучредитель Мэттью Карлсон отмечает, что технология может быть масштабирована для работы с малыми модульными ядерными реакторами, геотермальными и солнечными установками. Стартап уже заключил первоначальное соглашение с одной из компаний, однако ее название пока не раскрывается.
Технологические вызовы и конкурентная среда
Разработки в области сверхкритического CO2 ведутся в национальных лабораториях США более 50 лет. Советник American Supercritical Даг Хофер, проработавший два десятилетия инженером в GE, указывает на прогресс в создании компактных и доступных теплообменников как на ключевой фактор успеха. Тем не менее, профессор Университета Центральной Флориды Субит Васу подчеркивает, что перед компанией стоят серьезные задачи по выстраиванию цепочек поставок и снижению стоимости реализации проектов.
Эксперты отмечают, что текущий бум в сфере искусственного интеллекта и прогнозируемые 7 триллионов долларов глобальных инвестиций в инфраструктуру дата-центров к 2030 году создают благоприятные условия для поиска новых энергетических решений. Поскольку операторы дата-центров сталкиваются с дефицитом электроэнергии, они готовы инвестировать в технологии, позволяющие оптимизировать существующие мощности или расширять инфраструктуру без значительного экологического ущерба.
Технические особенности и нюансы работы технологии
Важным аспектом технологии, о котором напоминает соучредитель Мэттью Карлсон, является сходство процесса с работой холодильных систем, где циркулирующий CO2 также облегчает охлаждение. При этом использование сверхкритического углекислого газа решает одну из острых проблем дата-центров — интенсивное водопотребление. Поскольку система работает в замкнутом цикле, необходимость в постоянной подпитке водой, требующейся в традиционных паровых установках, практически исключается.
Несмотря на то что технология кажется революционной, эксперты предупреждают: полное решение климатических проблем это не гарантирует. Даже при повышении эффективности самих турбин, производство и потребление природного газа по-прежнему остаются источниками значительного потепления планеты. Сами дата-центры в текущих реалиях превратились в новый масштабный источник загрязнения в то время, когда мир стремится к сокращению выбросов.
Барьеры на пути к рыночному доминированию
Путь к коммерциализации сверхкритического CO2 оказался тернистым. Хотя исследования в национальных лабораториях США ведутся уже полвека, переход от теории к практике ускорился лишь в последние два десятилетия, во многом благодаря прорывам в процессах создания высокого давления. Даг Хофер отмечает, что значительную роль в задержке выхода таких технологий на рынок сыграла консервативность крупных игроков отрасли. По его словам, энергетические гиганты зачастую удовлетворены производительностью традиционных электростанций и не готовы инвестировать в альтернативные разработки, опасаясь «дилеммы инноватора».
Производители турбин, в свою очередь, не заинтересованы в финансировании потенциальных конкурентов. «Чтобы внедрить эту технологию, необходимо стороннее влияние», — подчеркивает Хофер. Субит Васу из Университета Центральной Флориды добавляет, что помимо технических сложностей, ключевым вызовом остается стоимость. Для успеха компании необходимо не просто создать прототип, но и обеспечить наличие всей цепочки поставок комплектующих.
Перспективы в эпоху ИИ и энергетического голода
Саймон Шухам указывает на текущий рыночный контекст: «Существует невероятная готовность платить за электроэнергию, но операторы дата-центров уперлись в инфраструктурный «бутылочный горлышко». Цель American Supercritical — зайти в этот сегмент, модернизировать существующие системы и дать операторам возможность либо построить новые вычислительные мощности, либо, напротив, избавиться от части избыточных газовых турбин».
Интерес к технологии выходит далеко за пределы США. Так, ранее в текущем году стало известно о запуске в Китае первой в мире геотермальной электростанции, использующей сверхкритический CO2. В планах American Supercritical — использование своего «горячего» контура для конвертации практически любого источника тепла в электричество. Это открывает двери к партнерствам с разработчиками малых модульных ядерных реакторов, технология которых получила активную поддержку со стороны администрации Дональда Трампа. У компании уже есть первое соглашение с одним из таких партнеров, хотя подробности сделки остаются конфиденциальными.
