Пятница с TopClimat.ru | Может ли ТЭС быть эффективной и экологичной?

Макет станции Net Power мощностью 50 МВт

Мы привыкли к тому, что даже самые эффективные современные теплоэлектростанции (ТЭС), работающие на газе, генерируют значительное количество углекислого газа, который отрицательно сказывается на «климатическом здоровье» нашей планеты. С появлением новой разработки американской компании Net Power ситуация может принципиально измениться.

Общеизвестно, что альтернативная энергетика экологична, т.к. не генерирует вредные выбросы в атмосферу, но при этом нестабильна. А тепловые станции, хоть и производят значительное количество вредного углекислого газа, лишены этого недостатка и при этом обладают большой мощностью. Можно ли сделать сжигание природного газа на ТЭС экологичным? Оказывается, можно.

В принципе, от углекислого газа можно избавиться и на традиционных ТЭС. Существуют разнообразные технологии его улавливания, да вот беда - любая такая технология с гарантией приводит к снижению эффективности работы этой ТЭС, в результате чего она начинает проигрывать в конкурентной борьбе своим менее экологичным собратьям. Поэтому поставщики электроэнергии неохотно идут на данные меры и чаще всего, лишь получая субсидии от государственных структур.

Разработчики из Net Power создали принципиально новый тип турбин, которые могут производить электроэнергию даже эффективнее, чем традиционные, и при этом способны собирать вырабатываемый углекислый газ без дополнительных затрат.

Суть изобретения в том, что в камере сгорания инновационной турбины природный газ сжигается при подаче чистого кислорода, а не атмосферного воздуха и в присутствии там углекислого газа, находящегося в так называемом сверхкритическом состоянии. Это состояние, когда вещество находится в промежуточном между газом и жидкостью состоянии, достигается при высоких давлении и температуре.

В результате процесса горения образуется дополнительный углекислый газ, небольшое количество воды и очень много тепловой энергии. Из камеры сгорания нагретая до высокой температуры смесь под давлением поступает в газовую турбину, заставляя вращаться вал электрогенератора. После этого горячая парогазовая смесь отдает свое тепло воде, которая проходит через теплообменник, превращается в пар и попадает в паровую турбину, также подсоединенную к генератору, для выработки дополнительной энергии.

Затем вода отделяется от углекислого газа, часть которого переводится методом сжатия в сверхкритическое состояние, чтобы поступить обратно в камеру сгорания. А большая часть этого газа собирается для дальнейшей утилизации.

В чем же преимущества такой технологии? Оказывается, новая турбина имеет коэффициент энергоэффективности на уровне 0,8 (т.е. в электроэнергию переводится 80% энергии, содержащейся в сжигаемом природном газе). В то время, как самые эффективные обычные ТЭС обладают коэффициентом на уровне 0,6. Если принять во внимание, что часть энергии для инновационной турбины придется потратить на выделение кислорода из воздуха, а еще часть - на питание компрессора, сжимающего «оборотный» углекислый газ, получится, что эффективность новой технологии немногим лучше, чем у традиционной.

Схема работы инновационной турбины

Но не будем забывать, что «на выходе» получается уже собранный углекислый газ! Если бы мы улавливали его после работы обычной турбины, затраты составили дополнительно примерно 20% от общих расходов энергии. А еще, новая турбина удивительно компактна - ее размеры в 10 раз меньше стандартной. Есть, за что бороться!

И еще немаловажный нюанс. Оказывается, с помощью углекислого газа можно повысить извлекаемость нефти, так что спрос на него есть. Что может обеспечить новой технологии дополнительную рентабельность.

Добавить TopClimat.ru в «Мои источники» в Яндекс Новости