NETL的研究正在對下一代電力系統進行建模，如上圖所示的NETL支持的超臨界轉換電力試點工廠，以減輕當前技術面臨的挑戰。
NETL的研究人員正在努力克服與超臨界二氧化碳(supercritical carbon dioxide，sCO2)電力循環相關的關鍵挑戰，這將有助于推進下一代電力系統，例如NETL支持的超臨界轉換電力(Supercritical Transformational Electric Power ,STEP)試點工廠，這可能有助于實現脫碳能源的未來。
NETL的Eric Liese表示:“與蒸汽相比，使用二氧化碳作為動力循環的工作流體具有許多潛在的優勢，包括效率更高、維護更少、設備更緊湊、成本更低?！薄坝捎谘h的一部分在流體臨界狀態附近運行，因此需要控制策略來防止流動不穩定。當功率斜坡率增加時尤其如此。電力周期越快地達到所需的電力設定值，它的價值就越大，因為它可以更好地滿足可變的電網需求。我們的研究表明，NETL控制策略可以解決這一挑戰，為sCO2工廠和STEP等測試設施提供可行的解決方案，以解決現實問題?！?/span>
Liese和他的同事使用基于STEP項目的動態模型研究了sCO2循環日益快速的功率斜坡的操作控制方案。研究小組發現，隨著斜坡速率的增加，流動條件的變化也會加劇。這一現象已經在其他文獻中被注意到，無論是模型還是實驗。sCO2流量的過度變化將導致不可接受的電力輸送和可能的系統關閉。
Liese和他的同事們提出了兩種控制方案來緩解這些流量變化，并比較了它們在功率斜坡操作中的性能。他們的研究結果發表在《應用能源》雜志上，題為“緩解超臨界CO2再壓縮封閉布雷頓循環中流動振蕩的控制方法”。
“我們開發了兩種控制方法，”Liese說。“這兩種選擇都緩解了流量變化問題，并在每分鐘7.5%的全功率斜坡速率下實現了接近的功率設定值。”
這一成就是NETL在戰略系統分析和工程理事會下進行的重要研究的另一個例子，該研究有助于優化先進能源系統，推進技術驗證和部署。
STEP項目的任務是設計、建造和運行一個10兆瓦的中試規模設施，使用間接燃燒的sCO2動力循環，在一系列運行條件下演示組件性能和循環可操作性，并展示朝著降低電力成本的方向發展。STEP設施將為工業界和政府提供一個機會，共同開發和成熟試驗規模的技術，以促進商業化。
NETL是美國能源部的國家實驗室，致力于推動創新，為環境可持續發展和繁榮的能源未來提供技術解決方案。通過利用其世界一流的人才和研究設施，NETL確保負擔得起，豐富和可靠的能源，推動強勁的經濟和國家安全，同時開發技術來管理碳在整個生命周期，使所有美國人的環境可持續性。
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