Каменный уголь, начиная с периода промышленной революции, играет важнейшую роль в топливном балансе планеты. На сегодня, его доля среди всех используемых источников энергии составляет около 23%. Уголь – это самый доступный энергоресурс, его потребление растет повсеместно. Например, с 2001 по 2005 год потребление угля (для разных нужд) в США выросло почти на 50%, в Индии на 70%, а в Китае оно удвоилось. Запасы угля в отличии от нефти и газа огромны. Уголь способен обеспечивать энергетические аппетиты планеты в течении ближайших столетий. Однако, уже давно доказано, что уголь, как топливо, имеет существенные недостатки, главный из которых – огромный ущерб экологии. При сжигании угля в атмосферу в значительных концентрациях попадает целый ряд опасных соединений (NOx, SO2 и пр.), среди которых есть и парниковые газы. Особенность угля, как топлива, в том, что на один выработанный кВт*ч электроэнергии на угольной станции приходится значительно большая эмиссия парниковых газов, чем на газовой станции. Именно сжигание угля является основным антропогенным фактором глобального потепления. К сожалению, альтернативы использованию угля в энергетике, особенно в развивающихся странах на сегодня нет. Поэтому, ученые бьются над задачей снижения экологического ущерба от его использования. Еще недавно задача казалась невыполнимой. Предлагавшиеся методы были практически не реализуемыми и приводили к отрицательной энергетической эффективности угольных станций. Построенная в Германии опытная установка, должна на практике доказать, что создание эффективной «чистой» угольной электростанции возможно. Строительство установки осуществила одна из крупнейших немецких энергетических компаний - Vattenfall. Пилотный проект является важной вехой на пути к реализации стратегической цели компании – строительству коммерческой «чистой» угольной станции в периоде между 2015 и 2020 годом. Реализация проекта была начата в 2005 году, когда Vattenfall принял решение о строительстве первой в мире опытной «чистой» угольной электростанции мощностью 30 МВт, использующей технологию сжигания угля в чистом кислороде с последующей очисткой дымовых газов и утилизацией углекислого газа (oxyfuel capture method). За три года в проект было инвестировано 50 млн. евро. Опытную станцию было решено построить рядом с действующей угольной станцией мощностью 1600 МВт в местечке Schwarze Pumpe в восточной Германии. Такое решение позволило частично использовать уже существующие технологические цепочки. Для реализации проекта компания Vattenfall выбрала один из трех широко известных методов утилизации углекислого газа. Выбранный метод наиболее экономичен и приспособлен для широкого распространения на действующих угольных станциях. Суть метода состоит в том, что из воздуха выделяется кислород, который смешивается с угольной пылью и сжигается. При сжигании угля в чистом кислороде (а не в воздухе) в дымовых газах отсутствуют опасные соединения азота (NOx). После нескольких ступеней очистки в дымовых газах остается лишь углекислый газ. Газ сжимается в компрессоре в 500 раз и закачиваться в емкость для транспортировки к месту захоронения на глубине 1000 метров под поверхностью земли. Таким образом, закаченный газ будет надежно скрыт от попадания в атмосферу. Модель станции Schwarze Pumpe. По сравнению с гигантской действующей угольной станцией (на изображении справа) опытная установка (слева) выглядит, как лилипут. Остается нерешенным вопрос, захотят ли энергетические компании платить высокую цену за установку на своих станциях утилизационного оборудования и оплачивать строительство хранилищ газа. Одной из экологических групп выражающих сомнение в целесообразности освоения новой технологии является известная организация Greenpeace. Ее специалисты считают, что новая технология служит лишь поводом для оправдания продолжения строительства угольных станций. По их мнению, новая технология слишком дорога и она осваивается слишком поздно, чтобы изменить ситуацию с эмиссией парниковых газов. Кроме того, исследования в области «чистого угля» отвлекают столь необходимые ресурсы от альтернативных источников энергии, энергосбережения и энергоффективности - от тех сфер, в которых действительно может быть найдено решение проблемы.
|