Скорочення викидів СО2
скорочення викидів двоокису вуглецю в атмосферу
Уряди та промисловість працюють над тим, щоб відокремити CO2 від вугілля
Працюючі на вугіллі електростанції - один з компонентів глобального енергетичного постачання, що найшвидше розвиваються. Тим не менш, саме вони найбільше збільшують концентрацію вуглекислого газу (CO2) в атмосфері, що створює парниковий ефект і сприяє глобальному потеплінню.
Вирішити це протиріччя непросто і недешево, але процес набирає обертів. Все більше людей по всьому світу – уряди, виробники енергії, постачальники обладнання, науково-дослідні організації – працюють спільно та окремо, щоб скоротити викиди CO2 та інших газів при використанні вугілля як найважливішого енергетичного ресурсу.
Основні підходи до скорочення викидів CO2 на електростанціях включають раціональне використання енергії та відділення (секвестування) двоокису вуглецю. Секвестування – це процес уловлювання викидів електростанції та подальшого зберігання газу глибоко під землею у шарах пористих порід або його закачування у виснажене родовище нафти та газу або у вугільний пласт. (Випробування систем захоплення та зберігання двоокису вуглецю продовжуються.)
Закачування СО2 у нафтове родовище з метою підвищення нафтовіддачі пластів знижує в'язкість нафти, розширює її обсяг; змінюється тенденція гірської породи до утворення сальників, і в результаті зростає рівень видобутку.
70 років тому в США та по всьому світу інженери навчилися вловлювати CO2 з промислових димових труб, і вже тридцять роківвміють закачувати уловлений газ колектор підвищення нафтовіддачі пластів. Але, процес секвестування, який поєднує уловлювання та зберігання, здійснюється лише приблизно з 1997 року.
Різноманітні технології уловлювання та демонстраційні моделі розробляють у всьому світі, але серійне виробництво поки що не налагоджено.
"Складність уловлювання двоокису вуглецю полягає в тому, що воно вимагає дорогого, енергоємного обладнання", - сказав Віктор Дер, заступник помічника міністра з екологічно чистого використання вугілля в Міністерстві енергетики США.
У процесі уловлювання CO2 необхідно відокремити від вихлопних газів заводу і потім піддати стиску. Обидва процеси вимагають електроенергії – перевитрата становить 30 або більше відсотків, залежно від конструкції електростанції, причому ця енергія надходить з електростанції, таким чином скорочуючи загальний обсяг електроенергії, який вона здатна виробляти.
“Із загальної вартості уловлювання та зберігання вуглецю частку уловлювання припадає близько 90 відсотків ”, – додає Дер.
Скорочення викидів СО2: широкомасштабні випробування
Декілька країн запустили великомасштабні програми з уловлювання CO2 на електростанціях, що працюють на вугіллі. У 2006 році на електростанції Елсам у Данії було запущено в дію експериментальну програму, яку координував інститут Francais du Petrole та фінансувала Європейська комісія.
Інший європейський проект, електростанція, що працює на безвідходному викопному паливі, було розпочато у 2007 році за участю провідних представників державного сектору та неурядових організацій з метою впровадження технології секвестрування під час виробництва електроенергії. У рамках цього проекту буде побудовано 12 установоквловлювання двоокису вуглецю в промислових масштабах. До 2015 року буде забезпечено місця геологічного зберігання в європейських країнах, а приблизно 2020 року розпочнеться комерційна експлуатація.
В Австралії безвідходний генератор ZeroGen, що належить уряду, поєднує технологію комплексного комбінованого циклу газифікації з секвестуванням CO2. Енергозберігаючий процес використовує два види турбін – турбіну внутрішнього згоряння та парову турбіну.
Спочатку планувалося виконати проект ZeroGen в один етап, але згодом було ухвалено рішення здійснити його в два етапи. Демонстраційний генератор ZeroGen Mark II у центральному Квінсленді буде розроблений до 2012 року. На його основі буде побудовано електростанцію, яка працює з використанням технології комбінованого циклу газифікації з уловлювання та зберігання викидів двоокису вуглецю. Паралельно до 2017 року буде збудовано електростанцію комерційного масштабу.
Проект США з безвідходних технологій, FutureGen, з 2003 року, коли про нього було оголошено, також зазнав змін. Якщо спочатку в рамках проекту працювала лише одна майже безвідходна електростанція на 275 мегават, яка виробляла водень та електрику з вугілля, то тепер демонстрація секвестрування вуглецю проводиться на кількох електростанціях комерційного масштабу (300 мегават), де здійснюється газифікація вугілля.
У новій версії проекту FutureGen, Міністерство енергетики США приєднається до підприємств галузі, щоб побудувати електростанції, які працюють із використанням технології комбінованого циклу газифікації. Міністерство профінансує впровадження технологій секвестрування вуглецю на кількох електростанціях, які будуть уведені в експлуатацію у 2015 році.
“Наш бюджет 2008фінансового року на секвестрування становить 118,9 мільйонів доларів”, – сказав America.gov Джон Грассер, начальник відділу інформації у Дирекції програми з копалин енергії при Міністерстві енергетики США. “На 2009 фінансовий рік ми запросили додаткові 30,2 мільйона доларів, що виллється у суму, яка трохи перевищує 149 мільйонів доларів”.
Приватні програми зі скорочення викидів СО2
У США компанія "Американ Електрик Пауер" зі штаб-квартирою в штаті Огайо, яка розпочала свою діяльність у 1907 році, зараз постачає електроенергію більш ніж 5 мільйонам клієнтів в 11 штатах. АЄП працює з міжнародними компаніями та Науково-дослідним інститутом електроенергії, щоб секвестрування вуглецю на її електростанціях здійснювалось у комерційному масштабі.
Два роки тому державні комісії з комунальних послуг повсюдно відмовляли компаніям у будівництві нових електростанцій, що працюють на вугіллі, висуваючи причини, пов'язані з дотриманням природоохоронних норм. До компаній, що отримали відмову, увійшла і АЕП. Тоді компанія вирішила продовжити розробку екологічно чистих технологій, пов'язаних з використанням вугілля, та розвивати нові технології з уловлювання та зберігання вуглецю.
"Ми спалюємо приблизно 80 мільйонів тонн (72,5 метричних тонн) вугілля на рік", - сказав Нік Акінс, заступник Генерального директора АЄП, відповідальний за виробництво енергії. “Установча потужність наших електростанцій становить 38000 мегават, причому з них понад 25000 мегават генерують електростанції, які працюють на вугіллі. Щоб у майбутньому наші електростанції зберегли перевагу перед конкурентами, нам необхідно забезпечувати розвиток нових вугільних технологій”.
У проекті, про який АЄП заявила у 2007 році таякий вона планує здійснювати з партнерами Alstom з Франції та RWE з Німеччини, компанія використовує технологію Alstom для часткового уловлювання CO2 із супутнього струменя електростанції АЄП Mountaineer Plant у Західній Вірджинії (1300 мегават). Супутній струмінь еквівалентний 20 мегаватам виробленої електроенергії. Система Alstom буде вловлювати до 200000 метричних тонн CO2 щороку з подальшим його закачуванням у законтурну частину глибокого нафтового покладу.
"Якщо проект Mountaineer виявиться успішним, ми збираємося збільшити масштаби виробництва і побудувати установку на 200-250 мегават, яка буде розташовуватися на одній з наших електростанцій, що дозволить надалі розширити застосування цієї технології", - заявив Акінс.
Після того, як комерційна конкурентоспроможність буде перевірена на електростанції Mountaineer, АЕП планує встановити обладнання Alstom на блоці (450 Вт) своєї Північно-східної електростанції, що працює на Оклахомі. У комерційному масштабі систему буде введено в експлуатацію до 2012 року. Вона дозволить щорічно вловлювати близько 1,5 мільйона метричних тонн CO2 і надалі продавати його місцевим нафтогазовим компаніям з метою підвищення нафтовіддачі пластів.
АЄП сподівається до 2020 року модернізувати свої електростанції з метою секвестрування вуглецю та взяти участь у програмі FutureGen, яку проводить Міністерство енергетики США.
“Ми брали участь у конференціях, пов'язаних з нашими проектами, у всьому світі, і немає жодних сумнівів у тому, що уловлювання CO2 є пріоритетним напрямком навіть в Азії”, – сказав Акінс. “Я думаю, що США можуть зайняти провідну роль у розробці технології секвестрування двоокису вуглецю. Від цього виграє як наша країна, а й усе людство”.
заБюро міжнародних інформаційних програм Державного департаменту США.