Электростанция, работающая на ископаемом топливе

редактировать
Объект, сжигающий ископаемое топливо для производства электроэнергии

5,400 MW Белхатовская электростанция в Польше - одна из крупнейших в мире угольных электростанций.

Производство электроэнергии в мире по источникам в 2017 году. Общая выработка составила 26 PWh.

Уголь (38%) Природный газ ( 23%) Гидро (16%) Ядерная энергия (10%) Ветер (4%) Нефть (3%) Солнечная энергия (2%) Биотопливо (2%)) Прочие (2%)

A электростанция на ископаемом топливе - это тепловая электростанция, которая сжигает ископаемое топливо, например уголь или природный газ для производства электроэнергии. Электростанции, работающие на ископаемом топливе, имеют оборудование для преобразования тепловой энергии сгорания в механическую энергию, которая затем приводит в действие электрический генератор. Первичный двигатель может быть паровой турбиной, газовой турбиной или, на небольших предприятиях, поршневым газовым двигателем . Все установки используют энергию, извлеченную из расширяющегося газа, пара или продуктов сгорания. Хотя существуют различные методы преобразования энергии, все методы преобразования энергии на тепловых электростанциях имеют эффективность, ограниченную КПД Карно, и поэтому производят отработанное тепло.

Электростанции на ископаемом топливе вырабатывают большую часть электроэнергии. используется в мире. Некоторые электростанции, работающие на ископаемом топливе, спроектированы для непрерывной работы как электростанции базовой нагрузки, тогда как другие используются как пиковые электростанции. Однако, начиная с 2010-х годов, во многих странах электростанции, рассчитанные на базовую нагрузку, эксплуатируются как диспетчерская генерация, чтобы уравновесить возрастающую выработку переменной возобновляемой энергии.

Побочные продукты работы электростанции на ископаемом топливе. необходимо учитывать при их конструкции и эксплуатации. Дымовой газ от сжигания ископаемого топлива содержит диоксид углерода и водяной пар, а также такие загрязнители, как оксиды азота (NO x), оксиды серы (SO x), а также, для угольных электростанций, ртуть, следы других металлов и летучая зола. Обычно весь углекислый газ и некоторые другие загрязнения выбрасываются в воздух. Также необходимо удалить твердую золу от угольных котлов.

Электростанции, работающие на ископаемом топливе, являются основными источниками двуокиси углерода (CO 2), парникового газа, который является основным источником глобальное потепление. Результаты недавнего исследования показывают, что чистая прибыль, доступная акционерам крупных компаний, может значительно сократиться за счет обязательств по выбросам парниковых газов, связанных только со стихийными бедствиями в США от одиночная угольная электростанция. Однако по состоянию на 2015 год в Соединенных Штатах Америки по таким делам возмещения ущерба не было. На единицу электроэнергии бурый уголь выделяет почти в два раза больше CO 2, чем природный газ, а черный уголь выделяет несколько меньше, чем бурый уголь. По состоянию на 2019 год улавливание и хранение углерода выбросов экономически нецелесообразно для электростанций, работающих на ископаемом топливе. По состоянию на 2019 год поддержание глобального потепления ниже 1,5 ° C все еще возможно, но только если больше не будут строиться электростанции, работающие на ископаемом топливе, а некоторые существующие электростанции, работающие на ископаемом топливе, будут досрочно закрыты вместе с другими мерами, такими как лесовосстановление.

Содержание

  • 1 Основные концепции: преобразование тепла в механическую энергию
  • 2 Типы установок
    • 2.1 Пар
    • 2.2 Газовая турбина и комбинированный газ / пар
    • 2.3 Поршневые двигатели
  • 3 Топливо
    • 3.1 Уголь
    • 3.2 Природный газ
    • 3.3 Нефть
  • 4 Комбинированное производство тепла и электроэнергии
  • 5 Воздействие на окружающую среду
    • 5.1 Двуокись углерода
      • 5.1.1 Оценка выбросов двуокиси углерода
    • 5.2 Твердые частицы
    • 5.3 Сточные воды
    • 5.4 Радиоактивные микроэлементы
    • 5.5 Загрязнение воды и воздуха угольной золой
      • 5.5.1 Загрязнение ртутью
  • 6 Конверсия электростанций, работающих на ископаемом топливе
    • 6.1 Снижение загрязнения углем
    • 6.2 Эксплуатация электростанция на водороде, переоборудованная из природного газа
  • 7 Поэтапный отказ от электростанций, работающих на ископаемом топливе
    • 7.1 Относительная стоимость по источникам генерации
  • 8 См. Также
  • 9 Ссылки
  • 10 Библиография
  • 11 Внешние ссылки

Основные понятия: тепло в механическую энергию

На электростанции, работающей на ископаемом топливе, химическая энергия, хранящаяся в ископаемом топливе, таком как уголь, мазут, природный газ или сланец и кислород из воздуха преобразуется последовательно в тепловую энергию, механическую энергию и, наконец, в электрическую энергию. Каждая электростанция, работающая на ископаемом топливе, представляет собой сложную, специально разработанную систему. На одной площадке может быть построено несколько энергоблоков для более эффективного использования земли, природных ресурсов и рабочей силы. Большинство тепловых электростанций в мире используют ископаемое топливо, превосходя по численности ядерное, геотермальное, биомассу или концентрированную солнечную энергию растения.

Второй закон термодинамики гласит, что любой цикл с обратной связью может преобразовывать только часть тепла, выделяемого во время сгорания, в механическую работу. Остальное тепло, называемое отходящим теплом, должно отводиться в более прохладную среду во время возвратной части цикла. Доля тепла, выделяемого в более холодную среду, должна быть равна или больше отношения абсолютных температур системы охлаждения (окружающей среды) и источника тепла (топки). Повышение температуры печи повышает эффективность, но усложняет конструкцию, в первую очередь из-за выбора сплавов, используемых в конструкции, что делает печь более дорогой. Отработанное тепло невозможно преобразовать в механическую энергию без еще более холодной системы охлаждения. Однако его можно использовать в когенерационных установках для обогрева зданий, производства горячей воды или для нагрева материалов в промышленных масштабах, например, на некоторых нефтеперерабатывающих заводах, заводах и химический синтез растений.

Типичный тепловой КПД электрических генераторов для коммунальных предприятий составляет около 37% для угольных и мазутных электростанций и 56-60% (LEV) для парогазовых газовых станций. Установки, спроектированные для достижения максимальной эффективности при работе на полную мощность, будут менее эффективны при работе не по расчетным параметрам (т.е. при слишком низких температурах).

Практические станции, работающие на ископаемом топливе, работающие в качестве тепловых двигателей, не могут превышать цикл Карно предел преобразования тепловой энергии в полезную работу. Топливные элементы не имеют таких же термодинамических ограничений, поскольку они не являются тепловыми двигателями.

Эффективность установки, работающей на ископаемом топливе, может быть выражена как ее тепловая мощность, выраженная в БТЕ / киловатт-час или мегаджоулях / киловатт-час.

Типы установок

Пар

На паротурбинной электростанции топливо сжигается в печи, а горячие газы проходят через котел. Вода в котле превращается в пар; могут быть включены дополнительные стадии нагрева для перегрева пара. Горячий пар через регулирующие клапаны направляется в турбину. Когда пар расширяется и охлаждается, его энергия передается лопаткам турбины, которые вращают генератор. Отработанный пар имеет очень низкое давление и энергоемкость; этот водяной пар проходит через конденсатор, который отводит тепло от пара. Затем конденсированная вода закачивается в бойлер для повторения цикла.

Выбросы из котла включают диоксид углерода, оксиды серы и, в случае угольной золы, от негорючих веществ в топливе. Отработанное тепло от конденсатора передается либо в воздух, либо иногда в пруд-охладитель, озеро или реку.

Газовая турбина и комбинированный газ / пар

480 мегаватт Энергетическая газовая турбина GE серии H Электростанция Каррант-Крик рядом с Мона, Юта электростанция, работающая на природном газе.

В электростанции, работающей на ископаемом топливе, используется газовая турбина в сочетании с парогенератором (HRSG). Она упоминается как электростанция с комбинированным циклом, потому что она объединяет цикл Брайтона газовой турбины с циклом Ренкина HRSG. Турбины работают на природном газе или мазуте.

Поршневые двигатели

Дизельные двигатели генераторные установки часто используются в качестве основного источника энергии в населенных пунктах, не подключенных к широко распространенной электросети. В системах аварийного (резервного) питания могут использоваться поршневые двигатели внутреннего сгорания, работающие на мазуте или природном газе. Резервные генераторы могут служить в качестве аварийного источника питания для завода или центра обработки данных, или могут также работать параллельно с местной системой электроснабжения, чтобы снизить плату за пиковую потребляемую мощность от электросети. Дизельные двигатели могут создавать высокий крутящий момент при относительно низких скоростях вращения, что обычно желательно при работе с генератором, но при длительном хранении дизельного топлива могут возникнуть проблемы, связанные с накоплением воды и химическим разложением.. Редко используемые генераторные установки могут соответственно устанавливаться как на природном газе, так и на СНГ, чтобы минимизировать требования к техническому обслуживанию топливной системы.

Двигатели внутреннего сгорания с искровым зажиганием, работающие на бензине (бензине), пропане или сжиженном нефтяном газе, обычно используются в качестве переносных временных источников энергии для строительных работ, аварийного питания, или рекреационное использование.

Поршневые двигатели внешнего сгорания, такие как двигатель Стирлинга, могут работать на различных видах ископаемого топлива, а также на возобновляемых видах топлива или промышленных отходах тепла. Установки двигателей Стирлинга для производства энергии относительно редки.

Исторически сложилось так, что первые центральные станции использовали поршневые паровые машины для привода генераторов. Поскольку размер обслуживаемой электрической нагрузки увеличивался, поршневые агрегаты становились слишком большими и громоздкими для экономичной установки. Паровая турбина быстро вытеснила все поршневые двигатели в обслуживании центральной станции.

Топливо

Уголь

Схема типовой угольной электростанции с паровым циклом (слева направо) Угольные электростанции обеспечивают около 32 процентов потребляемой электроэнергии в США, по состоянию на сентябрь 2017 г. Это завод Castle Gate рядом с .

Уголь является самым распространенным ископаемым топливом на планете и широко используется в качестве источника энергии на тепловых электростанциях и является относительно дешевым топливом. Уголь является загрязненным топливом и производит больше парниковых газов и загрязняющих веществ, чем эквивалентное количество нефти или природного газа. Например, при эксплуатации угольной электростанции мощностью 1000 МВт (эл.) Доза ядерной радиации составляет 490 человеко-бэр / год по сравнению со 136 человеко-бэр / год для эквивалентной атомной электростанции, включая добычу урана, эксплуатацию реактора. и удаление отходов.

Уголь доставляется автомобильным транспортом грузовиком, железной дорогой, баржей, угольщиком судном или трубопровод угольной пульпы. Генерирующие станции, прилегающие к шахте, могут получать уголь с помощью конвейерной ленты или массивных дизель-электрических -приводных грузовиков. Уголь обычно готовится к использованию путем измельчения необработанного угля на куски размером менее 2 дюймов (5 см).

Природный газ

Газ является очень распространенным топливом и в основном заменил уголь в странах, где газ был обнаружен в конце 20-го или начале 21-го века, таких как США и Великобритания. Иногда паровые электростанции, работающие на угле, переоборудованы для использования природного газа для сокращения чистых выбросов углекислого газа. Установки, работающие на нефтяном топливе, могут быть переведены на природный газ для снижения эксплуатационных затрат.

Нефть

Мазут когда-то был важным источником энергии для выработки электроэнергии. После повышения цен на нефть в 1970-х годах нефть была вытеснена углем, а затем и природным газом. Дистиллятное масло по-прежнему играет важную роль в качестве источника топлива для дизельных электростанций, используемых, особенно в изолированных населенных пунктах, не связанных с сетью. Жидкое топливо также может использоваться на газотурбинных электростанциях, особенно для пиковых или аварийных служб. Из трех источников ископаемого топлива нефть имеет то преимущество, что ее легче транспортировать и обрабатывать, чем твердый уголь, и легче хранить на месте, чем природный газ.

Комбинированное производство тепла и электроэнергии

Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ), также известное как когенерация, представляет собой использование тепловой электростанции для обеспечивают как электроэнергию, так и тепло (последнее используется, например, для центрального отопления ). Эта технология применяется не только для отопления жилых помещений (низкотемпературное), но и для промышленного технологического тепла, которое часто является высокотемпературным теплом. Расчеты показывают, что комбинированное теплоснабжение и централизованное теплоснабжение (CHPDH) является самым дешевым методом сокращения (но не устранения) выбросов углерода, если традиционные ископаемые виды топлива еще не сжигаются.

Воздействие на окружающую среду

Электростанция Мохаве, угольная электростанция мощностью 1580 МВт около Лафлин, Невада, не работает с 2005 года из-за экологических ограничений

Тепловые электростанции являются одними из основных искусственные источники образования токсичных газов и твердых частиц. Электростанции, работающие на ископаемом топливе, вызывают выбросы загрязняющих веществ, таких как NOx, SOx, CO2, CO, PM, органических газов и полициклических ароматических углеводородов. Мировые организации и международные агентства, такие как IEA, обеспокоены воздействием на окружающую среду сжигания ископаемого топлива и угля в частности. Сжигание угля вносит наибольший вклад в кислотные дожди и загрязнение воздуха и связано с глобальным потеплением. Из-за химического состава угля трудно удалить примеси из твердого топлива перед его сжиганием. Современные угольные электростанции загрязняют меньше, чем старые конструкции, благодаря новым технологиям «скрубберов », которые фильтруют отработанный воздух в дымовых трубах. Однако уровни выбросов различных загрязняющих веществ все еще в среднем в несколько раз выше, чем у электростанций, работающих на природном газе, и скрубберы переносят уловленные загрязняющие вещества в сточные воды, которые все еще требуют очистки, чтобы избежать загрязнения принимающих водоемов. В этих современных конструкциях загрязнение от угольных электростанций происходит из-за выброса в воздух таких газов, как диоксид углерода, оксиды азота и диоксид серы, а также значительный объем сточных вод, которые могут содержать свинец, ртуть, кадмий и хром, а также мышьяк, соединения селена и азота (нитраты и нитриты ).

Кислотные дожди вызываются выбросами оксидов азота и диоксид серы. Эти газы могут быть только умеренно кислыми, но когда они вступают в реакцию с атмосферой, они создают кислые соединения, такие как сернистая кислота, азотная кислота и серная кислота, которая выпадает в виде дождя, отсюда и термин «кислотный дождь». В Европе и США более строгие законы о выбросах и упадок в тяжелой промышленности снизили опасность для окружающей среды, связанную с этой проблемой, что привело к снижению выбросов после их пика в 1960-х годах.

В 200 г. 8, Европейское агентство по окружающей среде (EEA) задокументировало зависящие от топлива коэффициенты выбросов, основанные на фактических выбросах электростанций в Европейском Союзе.

ЗагрязнительКаменный угольБурый угольМазутДругой мазутГаз
CO2( г / ГДж)94,600101,00077,40074,10056,100
SO2(g/GJ)7651,3611,3502280,68
NOx(g/GJ)29218319512993,3
CO (г / ГДж)89,189,115,715,714,5
Неметановые органические соединения (г / ГДж)4,927,783,703,241,58
Твердые частицы (г / ГДж)1,2033,254161,910,1
Общий объем дымовых газов (м / ГДж)360444279276272

Двуокись углерода

Тайчжунская угольная электростанция в Тайвань, крупнейший в мире производитель углекислого газа

Электричество Производство топлива с использованием углеродного топлива является причиной значительной доли выбросов двуокиси углерода (CO 2) во всем мире и 34% антропогенных выбросов двуокиси углерода в США в 2010 году. В США 70% электроэнергии производится образуется в результате сжигания ископаемого топлива.

Уголь содержит больше углерода, чем нефть или ископаемое топливо природного газа, что приводит к большим объемам выбросов диоксида углерода на единицу произведенной электроэнергии. В 2010 году на долю угля приходилось около 81% выбросов CO 2 от производства и около 45% электроэнергии, производимой в Соединенных Штатах. В 2000 году углеродоемкость (выбросы CO 2) теплового сжигания угля в США составляла 2249 фунтов / МВтч (1029 кг / МВтч), в то время как углеродоемкость тепловой генерации нефти в США составляла 1672 фунтов / МВтч (758 кг. / МВтч или 211 кг / ГДж ), а углеродоемкость тепловой добычи природного газа в США составила 1135 фунтов / МВтч (515 кг / МВтч или 143 кг / ГДж).

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (IPCC ) сообщает, что увеличение количества парникового газа углекислого газа в атмосфере «очень вероятно» приведет к более высоким средним температурам в глобальном масштабе (глобальный потепление ). Обеспокоенность по поводу того, что такое потепление может изменить глобальный климат, вызваларекомендации МГЭИК, призывающие к значительному сокращению выбросов CO 2 во всем мире.

Выбросы могут быть сокращены за счет более высоких температур сгорания, что приведет к более эффективному производству электроэнергии в цикле. По состоянию на 2019 год цена выброса CO 2 в атмосферу намного ниже, чем стоимость добавления улавливания и хранения углерода (CCS) на электростанциях, работающих на ископаемом топливе, поэтому владельцы не сделали этого. так.

Оценка выбросов диоксида углерода

Выбросы CO 2 от электростанции, работающей на ископаемом топливе, можно оценить по следующей формуле:

CO2выбросы = мощность x коэффициент емкости x мощность тепла x интенсивность излучения x время

где «мощность» - это «паспортная мощность "или максимально допустимая мощность установки," коэффициент мощности "или" коэффициент нагрузки "- это мера количества энергии, которую производит установка, по сравнению с количеством, которое она будет производить, если при непрерывной работе на номинальной мощности, расход тепла - тепловая энергия на входе / электрическая энергия на выходе, интенсивность выбросов (также называемая коэффициент выбросов ) - это количество CO 2, выделяемое за единица тепла, выделяемого для конкретного топлива.

В качестве примера, новая сверхкритическая электростанция на буром угле мощностью 1500 МВт, работающая в среднем на половину своей мощности, может иметь годовые выбросы CO 2, оцениваемые как:

= 1500 МВт. x 0,5 x 100/40 x 101000 кг / тДж x 1 год

= 1500 МДж / сек x 0,5 x 2,5 x 0,101 кг / МДж x 365 x 24 x 60 x 60 сек

= 1,5 x 10 x 5 x 10 x 2,5 x 1,01 x 3,1536 x10 кг

= 59,7 x10 кг

= 5,97 Mt

Таким образом, примерная электростанция, по оценкам, выбрасывает около 6 мегатонн двуокиси углерода в год. Результаты аналогичных оценок наносятся на карту такими организациями, как Global Energy Monitor, Carbon Tracker и ElectricityMap.

В качестве альтернативы можно измерить выбросы CO2 (возможно, косвенно через другой газ) на основе спутниковых наблюдений.

Твердые частицы

Другой проблемой, связанной с сжиганием угля, является выброс твердые частицы, оказывающие серьезное влияние на здоровье населения. Электростанции удаляют твердые частицы из дымовых газов с помощью рукавного фильтра или электрофильтра. Несколько более новых установок, сжигающих уголь, используют другой процесс, комбинированный цикл интегрированной газификации, в котором синтез-газ образуется в результате реакции между углем и водой. Синтез-газ обрабатывается для удаления большей части загрязняющих веществ, а затем используется первоначально для питания газовых турбин. Затем горячие выхлопные газы газовых турбин используются для выработки пара для питания паровой турбины. Уровни загрязнения таких электростанций значительно ниже, чем у «классических» угольных электростанций.

Твердые частицы от угольных электростанций могут быть вредными и иметь негативные последствия для здоровья. Исследования показали, что воздействие твердых частиц связано с увеличением респираторной и сердечной смертности. Твердые частицы могут раздражать небольшие дыхательные пути в легких, что может привести к усилению проблем с астмой, хроническим бронхитом, обструкцией дыхательных путей и газообменом.

Существуют различные типы твердых частиц в зависимости от химического состава и размера. Доминирующей формой твердых частиц от угольных электростанций является летучая зола, но вторичные сульфаты и нитраты также составляют основную часть твердых частиц от угольных электростанций. Зола уноса угля - это то, что остается после сжигания угля, поэтому она состоит из негорючих материалов, которые содержатся в угле.

Размер и химический состав этих частиц влияет на здоровье человека. В настоящее время регулируются крупные (диаметр более 2,5 мкм) и мелкие (диаметр от 0,1 мкм до 2,5 мкм) частицы, но сверхмелкозернистые частицы (диаметром менее 0,1 мкм) в настоящее время не регулируются, но они представляют собой множество опасностей. К сожалению, многое еще неизвестно относительно того, какие виды твердых частиц представляют наибольший вред, что затрудняет разработку адекватного законодательства, регулирующего выбросы твердых частиц.

Существует несколько методов сокращения выбросов твердых частиц. от угольных электростанций. Примерно 80% золы попадает в бункер для золы, но остальная часть золы затем уносится в атмосферу, превращаясь в летучую золу. Методы уменьшения этих выбросов твердых частиц включают:

  1. a рукавный фильтр
  2. электрофильтр (ESP)
  3. циклонный коллектор

рукавный фильтр имеет фильтр тонкой очистки, который собирает частицы золы, электростатически осадители используют электрическое поле для улавливания частиц золы на высоковольтных пластинах, а циклонные коллекторы используют центробежную силу для улавливания частиц на стенках. Недавнее исследование показывает, что выбросы серы от электростанций, работающих на ископаемом топливе, в Китае, возможно, вызвали 10-летнее затишье в глобальном потеплении (1998-2008 гг.).

Сточные воды

Потоки отходов на угольной электростанции

Электростанции, работающие на ископаемом топливе, особенно угольные, являются основным источником промышленных сточных вод. Сточные воды включают обессеривание дымовых газов, летучую золу, зольный остаток и контроль ртути в дымовых газах. Установки с системами контроля загрязнения воздуха, такими как мокрые скрубберы, обычно переносят уловленные загрязнители в поток сточных вод.

Пруды для золы, тип поверхностного водохранилища, являются широко используемой технологией очистки на угольных электростанциях. Эти водоемы используют гравитацию для осаждения крупных твердых частиц (измеряемых как общее количество взвешенных твердых частиц ) из сточных вод электростанций. Эта технология не обрабатывает растворенные загрязнители. Электростанции используют дополнительные технологии для контроля загрязняющих веществ, в зависимости от конкретного потока отходов на заводе. К ним относятся обработка сухой золы, рециркуляция золы с замкнутым циклом, химическое осаждение, биологическая очистка (например, процесс с активным илом), мембранные системы и системы выпаривания-кристаллизации. В 2015 году EPA опубликовало постановление в соответствии с Законом о чистой воде, которое требует, чтобы электростанции США использовали одну или несколько из этих технологий. Технологические достижения в области ионообменных мембран и электродиализных систем сделали возможным высокоэффективную очистку сточных вод десульфуризации дымовых газов в соответствии с обновленными ограничениями выбросов Агентства по охране окружающей среды.

Радиоактивные микроэлементы

Уголь - это осадочная порода, образованная в основном из накопленного растительного вещества, и он включает в себя множество неорганических минералов и элементов, которые откладывались вместе с органическим материалом во время его образования. Как и вся остальная часть земной коры , уголь также содержит низкие уровни урана, тория и других природных радиоактивных изотопов, выброс которых попадание в окружающую среду приводит к радиоактивному загрязнению. Хотя эти вещества присутствуют в виде очень мелких следов примесей, сжигается достаточно угля, чтобы высвободить значительные количества этих веществ. На угольной электростанции мощностью 1000 МВт может происходить неконтролируемый выброс до 5,2 метрических тонн урана в год (содержащий 74 фунта (34 кг) урана-235 ) и 12,8 метрических тонн в год торий. Для сравнения, атомная станция мощностью 1000 МВт будет производить около 30 метрических тонн высокоактивных твердых упакованных отходов в год. Подсчитано, что в течение 1982 г. в результате сжигания угля в США было выброшено в атмосферу в 155 раз больше неконтролируемой радиоактивности, чем в результате инцидента на Три-Майл-Айленд. Коллективная радиоактивность в результате сжигания всего угля во всем мире в период с 1937 по 2040 год оценивается в 2 700 000 кюри или 0,101 ЭБк. При нормальной эксплуатации эффективная эквивалентная доза от угольных станций в 100 раз больше, чем от атомных станций. Однако нормальная работа - это обманчивый исходный показатель для сравнения: только Чернобыльская ядерная катастрофа высвободила, в одном только йоде-131, приблизительно 1,76 ЭБк. радиоактивности, что на порядок выше этого значения для общих выбросов от всего угля, сожженного в течение столетия, в то время как йод-131, основное радиоактивное вещество, выделяющееся в аварийных ситуациях, имеет период полураспада всего 8 дней.

Загрязнение воды и воздуха угольной золой

Исследование, опубликованное в августе 2010 года, в котором изучались данные о загрязнении штата в США организациями Environmental Integrity Project, Sierra Club и Earthjustice обнаружили, что угольная зола, производимая угольными электростанциями, сбрасываемая на площадках в 21 штате США, загрязнила грунтовые воды токсичными элементами. Загрязняющие вещества, включая яды мышьяк и свинец. В исследовании сделан вывод, что проблема загрязнения воды угольной золой в Соединенных Штатах даже шире, чем предполагалось. В результате исследования количество участков подземных вод в США, загрязненных угольной золой, произведенной на электростанциях, достигло 137.

Было показано, что мышьяк вызывает рак кожи, рак мочевого пузыря и рак легких, а свинец повреждает нервную систему. Загрязняющие вещества угольной золы также связаны с респираторными заболеваниями и другими проблемами со здоровьем и развитием, а также нарушают местную водную жизнь. Угольная зола также выделяет в близлежащий воздух различные токсичные загрязнители, представляя угрозу для здоровья тех, кто вдыхает летучую угольную пыль.

Загрязнение ртутью

США. государственные ученые проверили рыбу в 291 ручье по всей стране на ртутное загрязнение. Согласно исследованию США, они обнаружили ртуть в каждой протестированной рыбе. Отдел внутренних дел. Они обнаружили ртуть даже в рыбе изолированных сельских водоемов. Двадцать пять процентов протестированных рыб имели уровни ртути выше безопасных уровней, определенных США. Агентство по охране окружающей среды (EPA) для людей, которые регулярно едят рыбу. Самым крупным источником загрязнения ртутью в США являются выбросы угольных электростанций.

Конверсия электростанций, работающих на ископаемом топливе

Существует несколько методов уменьшения загрязнения и сокращения или устранения выбросов углерода из ископаемых топливные электростанции. Часто используемый и рентабельный метод - это переоборудование установки для работы на другом топливе. Это включает преобразование угольных электростанций в энергетические культуры / биомассу или отходы и преобразование электростанций, работающих на природном газе, на биогаз или водород. Преобразование угольных электростанций в электростанции, работающие на отходах, имеет дополнительное преимущество, так как они могут сократить захоронение. Кроме того, электростанции, работающие на отходах, могут быть оборудованы системой рекуперации материалов, что также полезно для окружающей среды. В некоторых случаях торрефикация биомассы может принести пользу электростанции, если энергетические культуры / биомасса являются материалом, который будет использовать электростанция на преобразованном ископаемом топливе. Кроме того, при использовании энергетических культур в качестве топлива и при реализации производства биоугля тепловая электростанция может даже стать углеродно-отрицательной, а не просто углеродно-нейтральной. Повышение энергоэффективности угольной электростанции также может снизить выбросы.

Снижение загрязнения углем

Снижение загрязнения углем - это процесс, при котором уголь химически вымывается от минералов и примесей, иногда газифицируется, сжигается, и в результате дымовые газы обрабатываются паром с целью удаления диоксида серы и повторно сжигаются, чтобы сделать диоксид углерода в дымовых газах экономически выгодным для извлечения и хранения под землей (последнее из которых называется «улавливанием и хранением углерода»). В угольной промышленности термин «чистый уголь» используется для описания технологий, разработанных для повышения как эффективности, так и экологической приемлемости добычи, подготовки и использования угля, но не предусматривает конкретных количественных ограничений на какие-либо выбросы, особенно двуокиси углерода. В то время как загрязняющие вещества, такие как сера или ртуть, могут быть удалены из угля, углерод невозможно эффективно удалить, оставив при этом пригодное для использования топливо, а чистые угольные электростанции без связывания и хранения углерода существенно не сокращают выбросы диоксида углерода. Джеймс Хансен в открытом письме тогдашнему президенту США Бараку Обаме выступал за «мораторий и поэтапный отказ от угольных электростанций, которые не улавливают и не хранят CO 2 ». В своей книге Бури моих внуков аналогичным образом Хансен обсуждает свою Декларацию об управлении, первый принцип которой требует «моратория на угольные электростанции, которые не улавливают и не улавливают углекислый газ».

Работа электростанции на водороде, преобразованном из природного газа

Газовые электростанции также могут быть модифицированы для работы на водороде. Сначала водород может быть получен из природного газа посредством парового риформинга в качестве шага к экономии водорода, что в конечном итоге приведет к сокращению выбросов углерода.

С 2013 года конверсия Ученые из Лаборатории жидких металлов Карлсруэ (KALLA) усовершенствовали этот процесс с помощью процесса, называемого пиролизом метана. Им удалось легко удалить сажу (сажа является побочным продуктом процесса и в прошлом повреждала рабочие детали, в первую очередь никель-железо-кобальтовый катализатор). Сажа (содержащая углерод) может храниться под землей и не выбрасывается в атмосферу.

Поэтапный отказ от электростанций, работающих на ископаемом топливе

По состоянию на 2019 год все еще есть шанс удержать глобальное потепление на уровне ниже 1,5 ° C, если больше не будут строиться электростанции, работающие на ископаемом топливе, и будут существовать некоторые существующие источники энергии на ископаемом топливе заводы закрываются досрочно вместе с другими

Последняя правка сделана 2021-05-20 12:29:40
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте