Когда мы включаем компьютер или кофемашину, мы как-то не задумываемся о том, что энергосистемы уже едва поспевают за нашими желаниями. Эксперты всеми силами пытаются открыть новые источники энергии, которые смогут удовлетворить растущие потребности человечества, и кажется, компания GE оказалась на правильном пути. С помощью технологии 3D-печати они разработала рабочий прототип турбины, которая преспокойно уместится у вас на рабочем столе и при этом сможет обеспечить энергией 10000 домов. Турбина абсолютно безопасна для окружающей среды, потому что потребляет тепловые потери других источников энергии. Может, это и есть турбина будущего?

Компания GE постоянно прибегает к технологии 3D-печати металлами, когда разрабатывает новые проекты. В 2015 году она открыла в Индии 3D-фабрику стоимостью 200 миллионов долларов, а буквально на прошлой неделе – еще одну фабрику в Питтсбурге. Сначала инженеры из GE Global Research в Олбани, штат Нью-Йорк, напечатали прототип новой турбины из пластиками и лишь потом из металла. На фотографии выше главный инженер проекта Даг Хофер легко удерживает в руках 3D-печатную пластиковую модель. Рабочий прототип турбины весит около 68 кг, что тоже немного для турбины.

Но главное достоинство турбины совсем не в дизайне, а в принципе работы. Обычно турбины приводятся в движение с помощью пара, однако эта малышка работает на «двуокиси углерода в жидкой фазе». Это углекислый газ под высоким давлением, который хранится при температуре 700˚C. В таких условиях CO₂ оказывается в пограничном состоянии, между газом и жидкостью, а становится крайне эффективен для выработки энергии. В то время как большинство паровых турбин перерабатывает около 40% тепла в энергию, этой турбине удается достичь 50% за счет улучшенных теплопередающих свойств. Кроме того, она работает гораздо быстрее. Если паровой турбине требуется около 30 минут на раскрутку, турбине на двуокиси углерода достаточно 1–2 минут.

Но что еще важнее, диоксид углерода не оставляет отходов. Он просто остывает, а потом вновь оказывается под давлением и заходит на второй круг. Также для его нагрева можно использовать тепловые потери других источников энергии, например, солнечную или атомную. Эта энергия используется для расплавления соли, которая отдает тепло углекислому газу. В результате производство энергии становится гораздо эффективнее и безопаснее.

«Нашему миру нужны более чистые и эффективные способы выработки энергии. Нашей компании удалось разработать устройство, которое отвечает обоим требованиям, – говорит Хофер в интервью с dailymail. – Эта компактная турбина позволит нам творить удивительные вещи».

Потом Хофер подтвердил, что турбину можно использовать для бесконечного и безотходного производства энергии в сочетании с технологией концентрированной солнечной энергии. В этой технологии для сосредоточения энергии используются линзы и зеркала. В отличие от других фотоэлектрических технологий она может отдавать энергию долгое время после захода солнца. Так как CO₂ циркулирует по кругу, в этой связке турбина теоретически становится абсолютно безотходной. Более того, турбина даже может стать частью системы хранения энергии, в которой будет запускаться и останавливаться по первому требованию. Другим источникам возобновляемой энергии об этом остается лишь мечтать.

Все эти характеристики превращают эту турбину в устройство будущего. К несчастью, она пока находится на самом раннем этапе разработки. Сейчас инженеры ведут переговоры с Министерством энергетики США и другими государственными структурами на тему тестирования прототипа, но уже сейчас они говорят о том, что вот такая настольная модель может с легкостью выдавать 500 МВт (этого достаточно, что обеспечить энергией целый город). Есть надежда, что основные тесты будут завершены в 2016 году, после чего GE займется коммерческой реализацией турбины.

Со слов Хофера, новый источник энергии не может появиться по мановению волшебной палочки.

«Поскольку потребность в энергии вырастет на 50% в ближайшие двадцать лет, мы просто не можем позволить себя ждать новые чистые источники энергии, которые смогут обеспечить всю планету, – заявляет он. – Нам нужно действовать сейчас и сделать производство энергии максимально эффективным. Проекты, подобные нашему, помогут нам добиться этой цели».