Нові технології енергозбереження

Реферат на тему:

Нові технології енергозбереження: Світле майбутнє чорного вугілля




Наприкінці минулого тисячоліття, коли ціни на нафту та газ стрімко падали, у ЗМІ дедалі частіше з’являлися повідомлення про нові можливості використання відновлюваних джерел енергії, а страшилки екологів про глобальне потепління, усупереч усім законам жанру наукового прогнозування, дедалі впертіше збувалися, доля вугільної енергетики здавалася вирішеною. Багато найрозвиненіших країн світу, відсалютувавши першому в історії людства викопному виду палива й головному джерелу енергії промислової революції, почали поступово списувати старе добре вугілля з енергетичних рахунків. Як з’ясовується нині, дещо передчасно. Баланс переваг і недоліків твердого енергетичного золота знову доводиться переглядати. Причому практично кожна країна робить це по-своєму. 

Дешевий і надійний енергоносій, запасів якого, на відміну від дефіцитних нафти та газу, повинно вистачити на кілька століть дуже інтенсивного використання, має істотні недоліки. По-перше, ККД його утилізації занадто низький, по-друге, цей процес супроводжується надмірним забрудненням навколишнього середовища. Примітно, що для розвинених країн світу цілком досить цих двох пунктів, тоді як для тих, котрі розвиваються, істотним є третій — видобуток вугілля там супроводжується занадто великими людськими жертвами. 

Проблеми екологічних ризиків вугільної енергетики найретельніше розв’язує Західна Європа. Відкриття першої в світі вугільної електростанції, у процесі роботи якої взагалі не відбувається викиду вуглекислого газу в атмосферу, описали провідні ЗМІ світу, не забувши відзначити активну участь в урочистій церемонії канцлера Німеччини Ангели Меркель. Правда, це була лише експериментальна модель, впровадження якої в комерційному масштабі намічено аж на 2014 рік. Хоча й за екологічні показники тих восьми «реальних» вугільних електростанцій сумарною потужністю 12 ГВт, що почнуть діяти на території країни до 2011 року, також не соромно. 

Більше того, саме німецькі енергетичні компанії беруться відроджувати вугільну енергетику й у Великобританії. Там і зараз частка вугілля у виробництві електроенергії порівнянна з часткою природного газу й істотно переважає частку атомної енергетики. Правда, усе це забезпечується старими вугільними електростанціями, останню з яких було побудовано 1974 року. А тепер прийнято рішення про реалізацію нового проекту вартістю 3,7 млрд. євро, результатом чого стане поява через три роки на східному узбережжі Великобританії нової, оснащеної найсучаснішим очисним устаткуванням, вугільної електростанції. Здійснюватиме цей проект британський підрозділ німецького концерну E.On, в управлінні якого на сьогодні перебувають усі німецькі атомні електростанції (вони дають половину всієї електроенергії в країні). Йому на п’яти наступає німецький же концерн RWE, конкуруючи за британський ринок, бо на «своєму полі» їх уже обійшла шведська компанія Vattenfall, котрій і вдалося реалізувати перший проект електростанції на «чистому вугіллі» саме на території Німеччини. 

Відзначилася в цьому сенсі й Данія, де навесні було запущено пілотний проект найбільшої в світі очисної установки димових газів. Правда, у реалізації цього проекту брали участь 30 компаній із 11 європейських країн, і 50% від його загальної вартості в 16 млн. євро надала Європейська комісія. У результаті вдалося не лише скоротити на 90% емісію вуглекислого газу, а й знизити витрати на кожну тонну зв’язаного СО2 з 50—60 євро, як у Японії, до 20—30. «Спійманий» газ закачують у підземні сховища, де, запевняють автори проекту, він без жодних ризиків для навколишнього середовища та без особливих витрат може зберігатися століттями. До речі, Данія є єдиною державою в світі, де з 1994 року існує Міністерство охорони навколишнього середовища й енергетики. Причому об’єднання цих двох відомств, котрі не те щоб ворогують, але не завжди знаходять спільну мову, відбулося саме під «дахом» екологів.

Не менших успіхів у «озелененні» вугільної енергетики домоглися і британські фахівці, зокрема, стосовно десульфуризації димових газів. Їм вдалося також на 90—95% знизити викиди двоокису сірки, підвищений вміст якої в атмосфері викликає так звані кислотні дощі. 

Враховуючи, що стандартна середньостатистична 1000-мегаваттна вугільна електростанція на рік викидає в атмосферу сім мільйонів тонн вуглекислого газу, 200 тис. тонн двоокису сірки і стільки ж зольного пилу (у складі якого виявляють у значних кількостях миш’як, кадмій, свинець та інші інгредієнти), переоцінити такі досягнення складно. Із іншого боку, і недооцінити їх не дасть жоден бухгалтер — адже всі ці «чисті» вугільні технології коштують дуже дорого. Коли додати до цього винятково високу вартість європейського вугілля (у середньому, з урахуванням усіх соціальних і екологічних дотацій, тонна його обходиться в одну-дві сотні євро), то вугільну енергетику в Західній Європі навряд чи можна назвати дешевою. Правда, при цьому вугілля має цілком унікальну перевагу — його родовища виявлено більш як у 90 країнах світу (хоча 88% запасів і 76% видобутку припадає на вісім країн — США, Росію, Китай, Індію, Австралію, ПАР, Україну та Казахстан), а ступінь монополізації у вугільній промисловості дуже низький. Та й морські шляхи доставки дешевого вугілля з Австралії чи ПАР є додатковим підтвердженням тези: політичні ризики «вугільного» шантажу наближаються до нуля.

Утім, по той бік Атлантики не останнім доказом на користь вугільної енергетики є саме її рентабельність. Видобуток вугілля, за запасами якого Сполучені Штати Америки посідають перше місце, обходиться досить дешево, крім того, там вважають за доцільніше імпортувати чуже дешеве вугілля, ніж дотувати видобування власного. До того ж США, котрі так і не приєдналися до Кіотського протоколу, до останнього часу не надто забивали собі голову технологіями очищення димових газів (600 діючих там вугільних електростанцій викидають в атмосферу близько двох мільярдів тонн вуглекислого газу на рік). Зате американці дуже наполегливо йшли шляхом підвищення ефективності вугільної енергетики. ККД вугільних електростанцій, які працюють за традиційними схемами, ледь перевищує 30%. При цьому існує безліч технологій, що не лише істотно підвищують цей коефіцієнт, а й значно розширюють можливості використання вугілля.

Метод Фішера—Тропша (він дозволяє перетворювати тверде вугілля на рідке паливо) відомий давно. У 1920-х роках його запропонували німецькі вчені Франц Фішер і Ганс Тропш, в умовах, коли повоєнна Німеччина задихалася від браку нафти, зате не відчувала дефіциту вугілля. Найактивніше ця технологія використовувалася Німеччиною і Японією в роки Другої світової війни, а також у часи апартеїду в Південній Африці. А потім настали роки нафтового достатку, і про цей не дуже дешевий метод забули. Згадав про нього нині знов-таки Пентагон, запропонувавши фінансування наукових досліджень з використання продуктів переробки вугілля як палива для військової техніки. Підрахувавши, що запасів американського вугілля вистачить для отримання неповного трильйона барелей палива, а світові запаси нафти оцінюються в 22 млрд. барелей, американське військове відомство вирішило розіграти і цю карту. Тим паче що переробка вугілля в рідке паливо дає чимало екологічних переваг. Що з цього вийде — подивимося, а наразі існують і інші вельми ефективні способи підвищення ККД вугільної енергетики. 

Зокрема, це стосується утилізації метану, котрий досить часто супроводжує поклади вугілля. Із одного боку, це винятково вибухо- та викидонебезпечна речовина, яка є чинником високого ризику в процесі вуглевидобутку. З іншого — найцінніша енергетична сировина. У США, приміром, із вугільних родовищ отримують понад 40% усього газу, що видобувається в країні (найближчим часом цей показник збираються довести до 60). При цьому Сполучені Штати за ступенем газоносності перебувають на п’ятому місці в світі, поступаючись першістю за запасами Китаю, Росії, Канаді й Україні. Але позмагатися в ефективності утилізації метану зі США може хіба що Канада. 

Утилізація метану й інші технології, кожна окремо, дають змогу довести ККД вугільної енергетика до 40—45%, а комплексне використання когенераційних технологій допоможе підвищити цей показник при виробництві теплової й електричної енергії до 85%. Не дивно, що найближчим часом у США планується ввести в дію ще близько восьми десятків нових вугільних електростанцій, котрі використовують найостанніші розробки. 

І все-таки головними локомотивами вугільної енергетики, як і раніше, залишаються Індія та Китай. До 2020 року вони забезпечуватимуть 33% приросту енергоспоживання в світі та 90% — світового приросту використання вугілля. Великі запаси цього виду палива (хоча Індія і стала вже імпортером вугілля) дозволяють не вельми замислюватися над підвищенням ефективності його використання. На природозберігаючі технології в цих країнах елементарно бракує грошей. Тим паче що забруднення атмосфери їх поки ще турбує набагато меншою мірою, ніж необхідність відновлення дефіцитної землі після досить варварського вуглевидобутку.



источник: maidanua.org