Mise au point d’une boucle de démonstration du cycle de Brayton pour le CO2 supercritique à l’échelle pilote

Responsable du projet : Olga Dremailova, Marc Wickham, RNCan – Ottawa
Promoteur principal : Université Carleton, Génie mécanique
Lieu : Ottawa (Ontario)
Contribution du écoEIN : 1 440 000 $
Total du projet : 2 234 000 $
Domaine stratégique : Charbon propre et captage et stockage du carbone

Contexte :

Ce projet s’inscrit dans le cadre d’un programme de recherche plus vaste mené aux quatre coins du globe dans le but de développer la technologie du charbon plus propre de la prochaine génération. Le cycle de Brayton est une des options éventuelles élaborées comme nouveau composant clé de la prochaine génération des systèmes au charbon plus propre de la prochaine génération. Conceptuellement, ces systèmes présentent une taille considérablement réduite, ils occasionnent des frais d’immobilisation et d’exploitation moindres et ils améliorent le rendement de conversion énergétique global relativement aux technologies des combustibles fossiles de la première génération actuelles adaptées aux systèmes de captage et de stockage du carbone (CSC).

On prévoit que les systèmes de la prochaine génération fondés sur le cycle Brayton produiront un flux de dioxyde de carbone (CO₂) sous très haute pression prêt au transport par pipeline aux fins d’entreposage ou de réutilisation, ce qui en fait une option technologique attrayante et moins coûteuse dans la transition vers une économie à faibles émissions de carbone. Les qualités susmentionnées se traduisent par des systèmes qui peuvent être intégrés à un système de CSC plus facilement et plus économiquement que les systèmes électrogènes actuels alimentés au charbon.

Objectifs du projet :

L’objectif de ce projet est de construire une boucle de démonstration du cycle de Brayton pour le dioxyde de carbone supercritique à l’échelle pilote de 50-250 KW qui pourra être utilisée avec les futurs systèmes de production d’électricité à efficacité élevée fonctionnant à partir de combustibles fossiles ou d’énergie renouvelable. Ce projet s’inscrit dans le cadre d’un programme de recherche plus vaste mené aux quatre coins du globe dans le but de développer la prochaine génération de technologie de production d’électricité, dont une technologie du charbon plus propre pouvant être utilisée de pair avec les systèmes de captage et de stockage du carbone.

Avantages pour le Canada :

Ce projet appuie la mise au point de la technologie du charbon plus propre pour la production propre et efficace d’électricité à partir du charbon, avec des émissions de CO₂ prêtes au transport par pipeline aux fins de captage et stockage ou de conversion et réutilisation. Ces travaux aideront à accélérer le déploiement du CSC au Canada pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) et d’autres polluants atmosphériques découlant de la combustion du charbon de même qu’à réduire les impacts environnementaux de la production d’électricité à partir du charbon au Canada et ainsi améliorer la qualité de l’air et apporter des avantages en matière de santé pour le grand public.

État du projet :

La conception du cycle de Brayton en boucle est en grande partie terminée. Les principaux composants, notamment les vannes de commande, le matériau de la tuyauterie, les brides, la station de pompage et l’échangeur de chaleur à refroidissement par air ainsi que les échangeurs de chaleur à circuit imprimé (PCHE) pour le récupérateur et le prérefroidisseur, le système de chauffage d’impédance, le conteneur et l’ensemble moteur à aimant permanent ont été commandés. Il reste toutefois des travaux à faire relativement à la tuyauterie, à l’instrumentation, à l’acquisition de données et aux contrôles connexes ainsi qu’à la mise au point de l’intégration des composants des turbomachines avec l’ensemble moteur à aimant permanent. Le modèle Dymola du cycle de Brayton en boucle est essentiellement terminé et permettra la simulation des méthodologies de contrôle nécessaires pour faire fonctionner le système de boucle.

Partenaires du projet :

SaskPower

Liens supplémentaires :

Carleton Gas Turbine Facility to Develop Technology for Efficient Electricity Generation (en anglais seulement) - http://newsroom.carleton.ca/2013/05/03/carleton-gas-turbine-facility-to-develop-technology-for-efficient-electricity-generation/