Chaotan One: China schaltet den ersten SCO2-fähigen Stromgenerator ein
In der chinesischen Provinz Guizhou ist im Dezember 2025 der weltweit erste kommerzielle superkritische Kohlendioxid-Stromgenerator (sCO₂) in Betrieb genommen worden(öffnet im neuen Fenster) . Der Generator befindet sich in einer Stahlfabrik in Liupanshui. Er wurde entwickelt, um globale technische Engpässe bei der effizienten Nutzung von Wärmequellen mit mittleren und hohen Temperaturen in kleinen bis mittleren Energieprojekten zu beseitigen.
SCO₂ wird als Arbeitsmedium in hocheffizienten Wasserwärmepumpen für Heiz- und Kühlungsanwendungen in Haushalten und Unternehmen verwendet. Es ist als neues, natürliches Kältemittel in innovativen, kohlenstoffarmen Lösungen sehr beliebt.
Was ist sCO₂ genau?
Superkritisch ist ein flüssiger Zustand des CO₂-Gases, bei dem es über seiner kritischen Temperatur und seinem kritischen Druck gehalten wird. Bei Raumtemperatur existiert Kohlendioxid als Gas. Durch die Verringerung des Drucks und die Senkung der Temperatur kann es zu Trockeneis gemacht werden.
Wenn seine Temperatur jedoch auf 31 °C und sein Druck auf 7,37 MPa (Megapascal) erhöht werden, tritt es in seinen überkritischen Zustand ein. In diesem Zustand weist CO₂ sowohl Eigenschaften einer Flüssigkeit als auch eines Gases auf. Wenn man es in einen Behälter einleitet, füllt es den Raum aus, hat aber die Dichte einer Flüssigkeit.
In Anwendungen wie dem Antrieb einer Turbine ist dies äußerst nützlich, da der gasförmige Zustand weniger Widerstand bietet, während der flüssigkeitsähnliche Zustand einen größeren Schub liefert.
Ebenso wichtig ist, dass die Umwandlung von CO₂ in seinen überkritischen Zustand weniger Energie verbraucht als die Umwandlung von Wasser in Dampf. Bereits 2017 haben die USA diese Technologie als zweitwichtigste strategische Zukunftstechnologie eingestuft.
China startet mit dem kommerziellen Betrieb
Der kommerzielle Betrieb markiert den ersten Schritt der sCO₂-Energietechnologie vom Laborstadium zum kommerziellen Einsatz. Das Demonstrationsprojekt Chaotan One umfasst zwei 15-Megawatt-Kohlendioxidabwärmerzeuger. Diese wurden gemeinsam vom chinesischen Institut für Kernenergie (NPIC: Nuclear Power Institute of China) und der nationalen Nuklearkorporation (CNNC: China National Nuclear Corporation) entwickelt.
Seit über 100 Jahren nutzen Kraftwerke Dampf zur Stromerzeugung. Mit der Dampfmaschine konnten Menschen einen Brennstoff erstmals verbrennen und ihn zur Arbeit nutzen – und nicht nur, um Wärme zu erzeugen.
Im Laufe der Jahre wurde die Effizienz des Motors durch verschiedene Konstruktionen und Kraftstoffe weiter verbessert. Doch das Medium zur Arbeit blieb hingegen das Gleiche: Dampf. Doch im Vergleich zu herkömmlichen Technologien zur Stromerzeugung aus Abwärme soll Chaotan One eine um über 85 Prozent höhere Erzeugungseffizienz liefern.
Zeitgleich soll die sCO₂‑Anlage auch eine 50-prozentig höhere Nettoleistung erreichen können. Auch der Platzbedarf dieser Anlage hat sich um die Hälfte reduziert. Die vereinfachte Systemarchitektur soll zudem zu einer einfachen Bedienung und Wartung führen.
Die größte Herausforderung bei der Verwendung von sCO₂ ist die Materialbeständigkeit. Denn die Materialien müssen hohen Temperaturen und Drücken standhalten. Außerdem muss das komplexe System mit schwankenden Temperaturen umgehen können.