Теплоэлектростанции
В настоящее время основная часть электрической энергии во многих странах вырабатывается при сжигании органического топлива. Например, в США теплоэлектростанции (ТЭС) на угле вырабатывают 55% всей энергии, ТЭС на газе 9,4%, ТЭС на нефти 4,2%. В СНГ теплоэлектростанции вырабатывают 70% энергии.
С другой стороны, нефть, газ, да и уголь являются ценным сырьём для химической промышленности. Д. И. Менделеев приравнивал использование нефти как топлива к сжиганию денежных знаков.
При сжигании любого топлива на ТЭС продукты сгорания в 4 — 5 раз превышают массу использованного топлива за счёт включения кислорода и азота воздуха. На долю энергетики приходится около половины выбросов вредных веществ в атмосферу, около трети сброса загрязняющих сточных вод, более трети твёрдых отходов. Какое топливо для ТЭС лучше?
С одной стороны, продукты сгорания природного газа в 3 раза менее токсичны, чем мазута, ив 10-50 раз менее токсичны, чем угля.
С другой, современное производство 1 КВт-ч энергии на угле дешевле, чем на нефти на 77% в США и 30% в Японии; на газе — на 55% и 19%. Кроме того, при современных объёмах энергопотребления разведанных запасов нефти хватит на 35 лет, природного газа — на 50, а вот угля на 500 лет. Тридцать шесть из шестидесяти новых электростанций Америки, ориентированных на использование горючих ископаемых, будут работать на угле. В Германии из вновь сооружённых электростанций 66% мощности приходится на угольные ТЭС.
Доля угля в производстве электроэнергии составляет от 40 до 60% в странах Западной Европы, 56% — в США и 70% в Китае. В бывшем СССР уголь составлял 56% топливно-энергетического баланса, сегодня в России — 12%.
Следует развивать новые виды использования углей, в первую очередь — водоугольное топливо. При его сжигании вредные выбросы уменьшаются и по объёму, и по степени токсичности. Водоугольное топливо не пылит, его можно подавать по трубопроводам. В будущем мировые потоки океанских перевозок угля с крупных рудовозов перейдут на танкерную перевозку водоугольного топлива — на единицу объёма при отсутствии пустот между частицами угля в танкерах содержится большее количество энергии. Такие перевозки уже действуют между Китаем и Японией.
На нефтяных промыслах сжигание миллиардов кубометров попутного газа по-прежнему является неотъемлемой частью технологического процесса добычи нефти. При разрыве нефтепроводов возникают локальные зоны экологического бедствия. Каждый год на трубопроводах, а их протяжённость в России составляет более 35 тысяч километров, происходит порядка 50 тысяч аварий или утечек. По информации Всемирного фонда дикой природы общий объем нефтепроводных эмульсий и других загрязнителей в районах нефтеразработок оценивается в 1,2 миллиарда тонн. А число брошенных без консервации нефтяных разработок достигает 15 тысяч.
К сожалению, на единицу продукции в России расходуется электро- и теплоэнергии в 3,5 больше, чем в США, и в 4 раза больше, чем в Западной Европе. Пора широко использовать парогазовый цикл, где тепловая энергия преобразуется в электрическую не один раз, как в паросиловой установке, а дважды. Сначала в камере сгорания газовой турбины, а затем во второй турбине, пар для которой генерируется при охлаждении частично отработавших в первом контуре продуктов. В газотурбинном, «верхнем» цикле кпд достигает 38%, в паровом — добавляется ещё 20%.
На парогазовые и газотурбинные станции приходится до 70% вводимых в мире генерирующих мощностей. В США ежегодно вводится парогазовых установок на 40 — 50 миллионов киловатт. Газовые турбины просты и компактны, их удельная стоимость в 2 — 3 раза дешевле. Но для России это пока экзотика (Северо-Западная ТЭЦ, Сочинская ТЭЦ, ПГУ в Тюмени).
В результате кпд российской энергетики составляет в среднем 36%. Парогазовые установки дают возможность сократить потребление газа на 30 — 40 процентов.
С другой стороны, нефть, газ, да и уголь являются ценным сырьём для химической промышленности. Д. И. Менделеев приравнивал использование нефти как топлива к сжиганию денежных знаков.
При сжигании любого топлива на ТЭС продукты сгорания в 4 — 5 раз превышают массу использованного топлива за счёт включения кислорода и азота воздуха. На долю энергетики приходится около половины выбросов вредных веществ в атмосферу, около трети сброса загрязняющих сточных вод, более трети твёрдых отходов. Какое топливо для ТЭС лучше?
С одной стороны, продукты сгорания природного газа в 3 раза менее токсичны, чем мазута, ив 10-50 раз менее токсичны, чем угля.
С другой, современное производство 1 КВт-ч энергии на угле дешевле, чем на нефти на 77% в США и 30% в Японии; на газе — на 55% и 19%. Кроме того, при современных объёмах энергопотребления разведанных запасов нефти хватит на 35 лет, природного газа — на 50, а вот угля на 500 лет. Тридцать шесть из шестидесяти новых электростанций Америки, ориентированных на использование горючих ископаемых, будут работать на угле. В Германии из вновь сооружённых электростанций 66% мощности приходится на угольные ТЭС.
Доля угля в производстве электроэнергии составляет от 40 до 60% в странах Западной Европы, 56% — в США и 70% в Китае. В бывшем СССР уголь составлял 56% топливно-энергетического баланса, сегодня в России — 12%.
Следует развивать новые виды использования углей, в первую очередь — водоугольное топливо. При его сжигании вредные выбросы уменьшаются и по объёму, и по степени токсичности. Водоугольное топливо не пылит, его можно подавать по трубопроводам. В будущем мировые потоки океанских перевозок угля с крупных рудовозов перейдут на танкерную перевозку водоугольного топлива — на единицу объёма при отсутствии пустот между частицами угля в танкерах содержится большее количество энергии. Такие перевозки уже действуют между Китаем и Японией.
На нефтяных промыслах сжигание миллиардов кубометров попутного газа по-прежнему является неотъемлемой частью технологического процесса добычи нефти. При разрыве нефтепроводов возникают локальные зоны экологического бедствия. Каждый год на трубопроводах, а их протяжённость в России составляет более 35 тысяч километров, происходит порядка 50 тысяч аварий или утечек. По информации Всемирного фонда дикой природы общий объем нефтепроводных эмульсий и других загрязнителей в районах нефтеразработок оценивается в 1,2 миллиарда тонн. А число брошенных без консервации нефтяных разработок достигает 15 тысяч.
К сожалению, на единицу продукции в России расходуется электро- и теплоэнергии в 3,5 больше, чем в США, и в 4 раза больше, чем в Западной Европе. Пора широко использовать парогазовый цикл, где тепловая энергия преобразуется в электрическую не один раз, как в паросиловой установке, а дважды. Сначала в камере сгорания газовой турбины, а затем во второй турбине, пар для которой генерируется при охлаждении частично отработавших в первом контуре продуктов. В газотурбинном, «верхнем» цикле кпд достигает 38%, в паровом — добавляется ещё 20%.
На парогазовые и газотурбинные станции приходится до 70% вводимых в мире генерирующих мощностей. В США ежегодно вводится парогазовых установок на 40 — 50 миллионов киловатт. Газовые турбины просты и компактны, их удельная стоимость в 2 — 3 раза дешевле. Но для России это пока экзотика (Северо-Западная ТЭЦ, Сочинская ТЭЦ, ПГУ в Тюмени).
В результате кпд российской энергетики составляет в среднем 36%. Парогазовые установки дают возможность сократить потребление газа на 30 — 40 процентов.