Σπίτι / Αχδ / Τρέχουσα κατάσταση και προοπτικές ανάπτυξης θερμοηλεκτρικών σταθμών. Προβλήματα και προοπτικές για την ανάπτυξη της βιομηχανίας ηλεκτρικής ενέργειας στη Ρωσία Προοπτικές για τη χρήση σύγχρονων τύπων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής
05.05.2020

Τρέχουσα κατάσταση και προοπτικές ανάπτυξης θερμοηλεκτρικών σταθμών. Προβλήματα και προοπτικές για την ανάπτυξη της βιομηχανίας ηλεκτρικής ενέργειας στη Ρωσία Προοπτικές για τη χρήση σύγχρονων τύπων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής





























Πίσω μπροστά

Προσοχή! Η προεπισκόπηση της διαφάνειας είναι μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς και ενδέχεται να μην αντιπροσωπεύει την πλήρη έκταση της παρουσίασης. Αν ενδιαφέρεσαι αυτή η δουλειάπαρακαλώ κατεβάστε την πλήρη έκδοση.

Η παρουσίαση είναι ένα επιπλέον υλικό για τα μαθήματα για την ανάπτυξη της ενέργειας. Η ενέργεια κάθε χώρας είναι η βάση της ανάπτυξης παραγωγικές δυνάμεις, δημιουργώντας την υλικοτεχνική βάση της κοινωνίας. Η παρουσίαση αντικατοπτρίζει τα προβλήματα και τις προοπτικές όλων των τύπων ενέργειας, υποσχόμενους (νέους) τύπους ενέργειας, χρήση της εμπειρίας της μουσειοπαιδαγωγικής, ανεξάρτητη ερευνητική εργασία μαθητών (εργασία με το περιοδικό Japan Today), δημιουργική εργασία μαθητών (αφίσες). Η παρουσίαση μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μαθήματα γεωγραφίας στις τάξεις 9 και 10, σε εξωσχολικές δραστηριότητες (μαθήματα σε μαθήματα επιλογής, μαθήματα επιλογής), στη διεξαγωγή της Εβδομάδας Γεωγραφίας "22 Απριλίου - Ημέρα της Γης", σε μαθήματα οικολογίας και βιολογίας "Παγκόσμια προβλήματα της ανθρωπότητας. Πρόβλημα πρώτων υλών και ενέργειας».

Στην εργασία μου, χρησιμοποίησα τη μέθοδο της μάθησης με βάση το πρόβλημα, η οποία συνίστατο στη δημιουργία προβληματικών καταστάσεων για τους μαθητές και στην επίλυσή τους στη διαδικασία κοινών δραστηριοτήτων μαθητών και δασκάλων. Ταυτόχρονα, ελήφθη υπόψη η μέγιστη ανεξαρτησία των μαθητών και υπό τη γενική καθοδήγηση ενός δασκάλου που κατευθύνει τις δραστηριότητες των μαθητών.

Η μάθηση βάσει προβλημάτων επιτρέπει όχι μόνο να διαμορφώσετε στους μαθητές το απαραίτητο σύστημα γνώσεων, δεξιοτήτων και ικανοτήτων, να επιτύχετε υψηλό επίπεδο ανάπτυξης των μαθητών, αλλά, το πιο σημαντικό, σας επιτρέπει να διαμορφώσετε ένα ειδικό στυλ νοητικής δραστηριότητας, ερευνητικής δραστηριότητας και την ανεξαρτησία των μαθητών. Όταν εργάζονται με αυτήν την παρουσίαση, οι μαθητές δείχνουν μια πραγματική κατεύθυνση - την ερευνητική δραστηριότητα των μαθητών.

Η βιομηχανία ενώνει μια ομάδα βιομηχανιών που ασχολούνται με την εξόρυξη και τη μεταφορά καυσίμων, την παραγωγή ενέργειας και τη μεταφορά της στον καταναλωτή.

Οι φυσικοί πόροι που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας είναι πόροι καυσίμων, υδροηλεκτρικοί πόροι, πυρηνική ενέργεια, καθώς και εναλλακτικές μορφές ενέργειας. Η τοποθεσία των περισσότερων βιομηχανιών εξαρτάται από την ανάπτυξη της ηλεκτρικής ενέργειας. Η χώρα μας διαθέτει τεράστια αποθέματα καυσίμων και ενεργειακών πόρων. Η Ρωσία ήταν, είναι και θα είναι μια από τις κορυφαίες ενεργειακές δυνάμεις στον κόσμο. Και αυτό δεν συμβαίνει μόνο γιατί στα έγκατα της χώρας υπάρχουν το 12% των παγκόσμιων αποθεμάτων άνθρακα, το 13% του πετρελαίου και το 36% των παγκόσμιων αποθεμάτων. φυσικό αέριο, που επαρκεί για την πλήρη κάλυψη των δικών τους αναγκών και για εξαγωγή σε γειτονικές χώρες. Η Ρωσία έχει γίνει μια από τις κορυφαίες ενεργειακές δυνάμεις στον κόσμο, κυρίως λόγω της δημιουργίας ενός μοναδικού παραγωγικού, επιστημονικού, τεχνικού και ανθρώπινου δυναμικού του συμπλέγματος καυσίμων και ενέργειας.

Πρόβλημα πρώτων υλών

Ορυκτών πόρων- η πρωταρχική πηγή, η αρχική βάση του ανθρώπινου πολιτισμού σε όλες σχεδόν τις φάσεις της ανάπτυξής του:

– Ορυκτά καυσίμων.
– Μεταλλεύματα.
- Μη μεταλλικά ορυκτά.

Η σημερινή κατανάλωση ενέργειας αυξάνεται εκθετικά. Ακόμη και αν λάβουμε υπόψη ότι ο ρυθμός αύξησης της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας θα μειωθεί κάπως λόγω της βελτίωσης των τεχνολογιών εξοικονόμησης ενέργειας, τα αποθέματα ηλεκτρικών πρώτων υλών θα διαρκέσουν το πολύ για 100 χρόνια. Ωστόσο, η κατάσταση επιδεινώνεται από την ασυμφωνία μεταξύ της δομής των αποθεμάτων και της κατανάλωσης βιολογικών πρώτων υλών. Έτσι, το 80% των αποθεμάτων ορυκτών καυσίμων είναι άνθρακας και μόνο το 20% είναι πετρέλαιο και φυσικό αέριο, ενώ τα 8/10 της σύγχρονης κατανάλωσης ενέργειας είναι πετρέλαιο και φυσικό αέριο.

Κατά συνέπεια, το χρονικό πλαίσιο είναι ακόμη πιο στενό. Ωστόσο, μόνο σήμερα η ανθρωπότητα απαλλάσσεται από ιδεολογικές ιδέες που είναι πρακτικά ατελείωτες. Οι ορυκτοί πόροι είναι περιορισμένοι, ουσιαστικά αναντικατάστατοι.

Ενεργειακό πρόβλημα.

Σήμερα, η ενέργεια του κόσμου βασίζεται σε πηγές ενέργειας:

– Εύφλεκτα ορυκτά.
– Εύφλεκτα οργανικά απολιθώματα.
- Η ενέργεια των ποταμών. Μη παραδοσιακοί τύποι ενέργειας.
- Η ενέργεια του ατόμου.

Με τον τρέχοντα ρυθμό αύξησης του κόστους των πόρων καυσίμου της Γης, το πρόβλημα της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας γίνεται όλο και πιο επίκαιρο και χαρακτηρίζει την ενεργειακή και οικονομική ανεξαρτησία του κράτους.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του TPP.

Πλεονεκτήματα TPP:

1. Το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας στους υδροηλεκτρικούς σταθμούς είναι πολύ χαμηλό.
2. Οι γεννήτριες HPP μπορούν να ενεργοποιηθούν και να απενεργοποιηθούν αρκετά γρήγορα ανάλογα με την κατανάλωση ενέργειας.
3. Καμία ατμοσφαιρική ρύπανση.

Μειονεκτήματα του TPP:

1. Η κατασκευή ενός υδροηλεκτρικού σταθμού μπορεί να είναι μεγαλύτερη και ακριβότερη από άλλες πηγές ενέργειας.
2. Οι δεξαμενές μπορούν να καλύπτουν μεγάλες περιοχές.
3. Τα φράγματα μπορούν να βλάψουν την αλιεία εμποδίζοντας το δρόμο προς τις περιοχές αναπαραγωγής.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του HPP.

Πλεονεκτήματα του HPP:
– Κατασκευάστηκε γρήγορα και φθηνά.
– Εργασία σε σταθερή λειτουργία.
– Τοποθετείται σχεδόν παντού.
– Η κυριαρχία των θερμοηλεκτρικών σταθμών στον ενεργειακό τομέα της Ρωσικής Ομοσπονδίας.

Μειονεκτήματα του HPP:

– Καταναλώστε ένας μεγάλος αριθμός απόκαύσιμα;
– Απαιτεί μεγάλη διακοπή κατά τη διάρκεια των επισκευών.
– Στην ατμόσφαιρα χάνεται πολλή θερμότητα, εκπέμπονται πολλά στερεά και επιβλαβή αέρια στην ατμόσφαιρα.
– σημαντικοί ρύποι περιβάλλον.

Στη δομή της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στον κόσμο, η πρώτη θέση ανήκει στους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς (ΤΡΡ) - το μερίδιό τους είναι 62%.
Μια εναλλακτική λύση στα ορυκτά καύσιμα και μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας είναι η υδροηλεκτρική ενέργεια. Υδροηλεκτρικός Σταθμός (HPP)- μια μονάδα παραγωγής ενέργειας που χρησιμοποιεί την ενέργεια ενός ρεύματος νερού ως πηγή ενέργειας. Οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί χτίζονται συνήθως σε ποτάμια με την κατασκευή φραγμάτων και δεξαμενών. Η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ποταμού, παλίρροιας, γεωθερμίας υδατινοι ποροι. Αυτή η χρήση των ανανεώσιμων υδάτινων πόρων περιλαμβάνει τη διαχείριση πλημμυρών, την ενίσχυση των κοίτων των ποταμών, τη μεταφορά υδάτινων πόρων σε περιοχές που υποφέρουν από ξηρασία και τη διατήρηση των υπόγειων υδάτων.
Ωστόσο, ακόμη και εδώ η πηγή ενέργειας είναι αρκετά περιορισμένη. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μεγάλα ποτάμια, κατά κανόνα, απέχουν πολύ από βιομηχανικά κέντρα ή οι ικανότητές τους χρησιμοποιούνται σχεδόν πλήρως. Έτσι, η υδροηλεκτρική ενέργεια, η οποία σήμερα παρέχει περίπου το 10% της παγκόσμιας παραγωγής ενέργειας, δεν θα μπορέσει να αυξήσει σημαντικά αυτό το ποσοστό.

Προβλήματα και προοπτικές των πυρηνικών σταθμών

Στη Ρωσία, το μερίδιο ατομική ενέργειαφτάνει το 12%. Τα αποθέματα εξορυσσόμενου ουρανίου στη Ρωσία έχουν ηλεκτρικό δυναμικό 15 τρισ. kWh, αυτό είναι όσο μπορούν να παράγουν όλα τα εργοστάσιά μας σε 35 χρόνια. Σήμερα, μόνο πυρηνική ενέργεια
ικανό για αιχμηρά και βραχυπρόθεσμαμείωση του φαινομένου του θερμοκηπίου. Το τρέχον πρόβλημα είναι η ασφάλεια των πυρηνικών σταθμών. Το έτος 2000 ήταν η αρχή της μετάβασης σε ριζικά νέες προσεγγίσεις για την τυποποίηση και τη διασφάλιση της ακτινοασφάλειας των πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής.
Πάνω από 40 χρόνια ανάπτυξης πυρηνική ενέργειαστον κόσμο, περίπου 400 μονάδες ισχύος έχουν κατασκευαστεί σε 26 χώρες του κόσμου. Τα κύρια πλεονεκτήματα της πυρηνικής ενέργειας είναι η υψηλή τελική αποδοτικότητα και η απουσία εκπομπών προϊόντων καύσης στην ατμόσφαιρα, τα κύρια μειονεκτήματα είναι ο πιθανός κίνδυνος ραδιενεργής μόλυνσης του περιβάλλοντος από προϊόντα σχάσης πυρηνικού καυσίμου κατά τη διάρκεια ατυχήματος και το πρόβλημα της επεξεργασίας που χρησιμοποιείται πυρηνικό καύσιμο.

Μη συμβατική (εναλλακτική ενέργεια)

1. Ηλιακή ενέργεια. Αυτή είναι η χρήση της ηλιακής ακτινοβολίας για την απόκτηση ενέργειας σε οποιαδήποτε μορφή. Η ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιεί μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας και μπορεί να γίνει φιλική προς το περιβάλλον στο μέλλον.

Πλεονεκτήματα ηλιακή ενέργεια:

– Δημόσια διαθεσιμότητα και ανεξάντλητη πηγή.
– Θεωρητικά, πλήρης ασφάλεια για το περιβάλλον.

Μειονεκτήματα της ηλιακής ενέργειας:

– Η ροή της ηλιακής ενέργειας στην επιφάνεια της Γης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το γεωγραφικό πλάτος και το κλίμα.
- Ο ηλιακός σταθμός δεν λειτουργεί τη νύχτα και δεν λειτουργεί αρκετά αποτελεσματικά το πρωί και το βράδυ λυκόφως.
Τα φωτοβολταϊκά κύτταρα περιέχουν δηλητηριώδεις ουσίες όπως μόλυβδο, κάδμιο, γάλλιο, αρσενικό κ.λπ., και η παραγωγή τους καταναλώνει πολλές άλλες επικίνδυνες ουσίες.

2. Αιολική ενέργεια. Είναι μια ενεργειακή βιομηχανία που ειδικεύεται στη χρήση αιολικής ενέργειας - κινητική ενέργειααέριες μάζες στην ατμόσφαιρα. Δεδομένου ότι η αιολική ενέργεια είναι συνέπεια της δραστηριότητας του ήλιου, ταξινομείται ως ανανεώσιμη ενέργεια.

Προοπτικές για την αιολική ενέργεια.

Η αιολική ενέργεια είναι ένας κλάδος που ακμάζει και στο τέλος του 2007 η συνολική εγκατεστημένη ισχύς όλων των ανεμογεννητριών ήταν 94,1 γιγαβάτ, πενταπλάσια αύξηση από το 2000. Τα αιολικά πάρκα σε όλο τον κόσμο παρήγαγαν περίπου 200 δισεκατομμύρια kWh το 2007, που είναι περίπου το 1,3% της παγκόσμιας κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας. Παράκτιο αιολικό πάρκο Middelgrunden, κοντά στην Κοπεγχάγη, Δανία. Την εποχή της κατασκευής ήταν το μεγαλύτερο στον κόσμο.

Ευκαιρίες για την εφαρμογή της αιολικής ενέργειας στη Ρωσία.Στη Ρωσία, οι δυνατότητες της αιολικής ενέργειας μέχρι σήμερα παραμένουν πρακτικά απραγματοποίητες. Μια συντηρητική στάση απέναντι στη μελλοντική ανάπτυξη του συμπλέγματος καυσίμων και ενέργειας εμποδίζει πρακτικά την αποτελεσματική εισαγωγή της αιολικής ενέργειας, ειδικά στις βόρειες περιοχές της Ρωσίας, καθώς και στη ζώνη στέπας της Νότιας Ομοσπονδιακής Περιφέρειας, και ειδικότερα στην περιοχή του Βόλγκογκραντ .

3. Θερμοπυρηνική ενέργεια.Ο ήλιος είναι ένας φυσικός θερμοπυρηνικός αντιδραστήρας. Ακόμη πιο ενδιαφέρουσα, αν και σχετικά μακρινή προοπτική, είναι η χρήση της ενέργειας πυρηνικής σύντηξης. Οι θερμοπυρηνικοί αντιδραστήρες, σύμφωνα με υπολογισμούς, θα καταναλώνουν λιγότερο καύσιμο ανά μονάδα ενέργειας και τόσο αυτό το ίδιο το καύσιμο (δευτέριο, λίθιο, ήλιο-3) όσο και τα προϊόντα σύνθεσής τους είναι μη ραδιενεργά και, επομένως, περιβαλλοντικά ασφαλή.

Προοπτικές για τη θερμοπυρηνική ενέργεια.Αυτή η περιοχή ενέργειας έχει τεράστιες δυνατότητες, αυτή τη στιγμή, στο πλαίσιο του έργου «ITER», στο οποίο συμμετέχουν Ευρώπη, Κίνα, Ρωσία, ΗΠΑ, Νότια Κορέα και Ιαπωνία, η Γαλλία κατασκευάζει τον μεγαλύτερο θερμοπυρηνικό αντιδραστήρα, με σκοπό να που πρόκειται να αναδείξει το CNF (Controlled Thermonuclear Fusion) σε ένα νέο επίπεδο. Η κατασκευή σχεδιάζεται να ολοκληρωθεί το 2010.

4. Βιοκαύσιμο, βιοαέριο.Το βιοκαύσιμο είναι ένα καύσιμο από βιολογικές πρώτες ύλες, που λαμβάνεται, κατά κανόνα, ως αποτέλεσμα της επεξεργασίας μίσχων ζαχαροκάλαμου ή σπόρων ελαιοκράμβης, καλαμποκιού, σόγιας. Γίνεται διάκριση μεταξύ υγρών βιοκαυσίμων (για κινητήρες εσωτερικής καύσης, για παράδειγμα, αιθανόλη, μεθανόλη, βιοντίζελ) και αέριων (βιοαέριο, υδρογόνο).

Τύποι βιοκαυσίμων:

– Βιομεθανόλη
– Βιοαιθανόλη
– Βιοβουτανόλη
– Διμεθυλαιθέρας
– Βιοντίζελ
– Βιοαέριο
– Υδρογόνο

Επί αυτή τη στιγμήτα πιο ανεπτυγμένα είναι το βιοντίζελ και το υδρογόνο.

5. Γεωθερμική ενέργεια.Κάτω από τα ηφαιστειακά νησιά της Ιαπωνίας κρύβονται τεράστιες ποσότητες γεωθερμικής ενέργειας, οι οποίες μπορούν να αξιοποιηθούν με την εξαγωγή ζεστού νερού και ατμού. Οφέλη: Εκπέμπει περίπου 20 φορές λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα κατά την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, μειώνοντας τις επιπτώσεις του στο παγκόσμιο περιβάλλον.

6. Η ενέργεια των κυμάτων, των άμπωτων και των ροών.Στην Ιαπωνία, η πιο σημαντική πηγή ενέργειας είναι οι τουρμπίνες κυμάτων, οι οποίοι μετατρέπουν την κατακόρυφη κίνηση των κυμάτων του ωκεανού σε πίεση αέρα που περιστρέφει τους στρόβιλους των ηλεκτρικών γεννητριών. Στις ακτές της Ιαπωνίας έχει εγκατασταθεί μεγάλος αριθμός σημαδούρων που χρησιμοποιούν την ενέργεια των άμπωτων και των ροών. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο χρησιμοποιείται η ωκεάνια ενέργεια για να διασφαλιστεί η ασφάλεια των θαλάσσιων μεταφορών.

Το τεράστιο δυναμικό της ηλιακής ενέργειας θα μπορούσε θεωρητικά να παρέχει όλες τις ενεργειακές ανάγκες του κόσμου. Αλλά η απόδοση της μετατροπής της θερμότητας σε ηλεκτρική ενέργεια είναι μόνο 10%. Αυτό περιορίζει τις δυνατότητες ηλιακής ενέργειας. Θεμελιώδεις δυσκολίες προκύπτουν επίσης κατά την ανάλυση των δυνατοτήτων δημιουργίας γεννητριών υψηλής ισχύος που χρησιμοποιούν αιολική ενέργεια, άμπωτες και ροές, γεωθερμική ενέργεια, βιοαέριο, φυτικά καύσιμα κ.λπ. Όλα αυτά οδηγούν στο συμπέρασμα ότι οι δυνατότητες των λεγόμενων «αναπαραγώγιμων» και σχετικά φιλικών προς το περιβάλλον ενεργειακών πόρων είναι περιορισμένες, τουλάχιστον στο σχετικά κοντινό μέλλον. Αν και η επίδραση της χρήσης τους στην επίλυση μεμονωμένων προβλημάτων ενεργειακού εφοδιασμού μπορεί ήδη να είναι αρκετά εντυπωσιακή.

Φυσικά, υπάρχει αισιοδοξία για τις δυνατότητες της θερμοπυρηνικής ενέργειας και άλλων αποτελεσματικών τρόπων απόκτησης ενέργειας, που μελετώνται εντατικά από την επιστήμη, αλλά στην τρέχουσα κλίμακα παραγωγής ενέργειας. Με την πρακτική ανάπτυξη αυτών των πιθανών πηγών, θα χρειαστούν αρκετές δεκαετίες λόγω της υψηλής έντασης κεφαλαίου και της αντίστοιχης αδράνειας στην υλοποίηση των έργων.

Ερευνητική εργασία μαθητών:

1. Ειδική έκθεση «Πράσινη Ενέργεια»για το μέλλον: «Η Ιαπωνία είναι ο παγκόσμιος ηγέτης στην παραγωγή ηλιακής ηλεκτρικής ενέργειας. Το 90% της ηλιακής ενέργειας που παράγεται στην Ιαπωνία παράγεται ηλιακούς συλλέκτεςσε συνηθισμένα σπίτια. Η ιαπωνική κυβέρνηση έχει θέσει ως στόχο το 2010 να λάβει περίπου 4,8 εκατομμύρια κιλοβάτ ενέργειας από ηλιακούς συλλέκτες. Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από βιομάζα στην Ιαπωνία. Το αέριο μεθανίου εκπέμπεται από τα απόβλητα της κουζίνας. Αυτό το αέριο λειτουργεί έναν κινητήρα που παράγει ηλεκτρισμό και δημιουργούνται επίσης ευνοϊκές συνθήκες για την προστασία του περιβάλλοντος.

Στείλτε την καλή δουλειά σας στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Δημοσιεύτηκε στις http://www. όλα τα καλύτερα. en/

1. Προοπτικές ανάπτυξης της θερμοηλεκτρικής μηχανικής

Η ανθρωπότητα ικανοποιεί περίπου το 80% των ενεργειακών της αναγκών με ορυκτά καύσιμα: πετρέλαιο, άνθρακας, φυσικό αέριο. Το μερίδιό τους στο ισοζύγιο της βιομηχανίας ηλεκτρικής ενέργειας είναι κάπως χαμηλότερο - περίπου 65% (39% - άνθρακας, 16% - φυσικό αέριο, 9% - υγρά καύσιμα).

Σύμφωνα με τις προβλέψεις του Διεθνούς Οργανισμού Ενέργειας, έως το 2020, με αύξηση της κατανάλωσης των φορέων πρωτογενούς ενέργειας κατά 35%, το μερίδιο των ορυκτών καυσίμων θα αυξηθεί σε περισσότερο από 90%.

Σήμερα, η ζήτηση για πετρέλαιο και φυσικό αέριο παρέχεται εδώ και 50-70 χρόνια. Ωστόσο, παρά τη συνεχή αύξηση της παραγωγής, αυτές οι περίοδοι δεν έχουν μειωθεί τα τελευταία 20-30 χρόνια, αλλά αυξάνονται ως αποτέλεσμα της ανακάλυψης νέων κοιτασμάτων και της βελτίωσης των τεχνολογιών παραγωγής. Όσον αφορά τον άνθρακα, τα ανακτήσιμα αποθέματά του θα διαρκέσουν περισσότερα από 200 χρόνια.

Έτσι, δεν τίθεται θέμα έλλειψης ορυκτών καυσίμων. Το θέμα είναι να γίνει η πιο ορθολογική χρήση τους για να αυξηθούν βιοτικό επίπεδοανθρώπους διατηρώντας άνευ όρων τον βιότοπό τους. Αυτό ισχύει πλήρως για τη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας.

Στη χώρα μας, το κύριο καύσιμο για τους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς είναι το φυσικό αέριο. Στο άμεσο μέλλον, το μερίδιό της φαίνεται ότι θα μειωθεί, ωστόσο η απόλυτη κατανάλωση από τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής θα παραμείνει περίπου σταθερή και αρκετά μεγάλη. Για πολλούς λόγους -όχι πάντα λογικούς- δεν χρησιμοποιείται αρκετά αποτελεσματικά.

Καταναλωτές φυσικού αερίου είναι οι παραδοσιακοί ατμοστρόβιλοι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί και οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί, κυρίως με πίεση ατμού 13 και 24 MPa (η απόδοσή τους στη λειτουργία συμπύκνωσης είναι 36-41%), αλλά και παλιοί θερμοηλεκτρικοί σταθμοί με σημαντικά χαμηλότερες παραμέτρους και υψηλή κόστος παραγωγής.

Είναι δυνατό να αυξηθεί σημαντικά η απόδοση της χρήσης αερίου με τη χρήση τεχνολογιών αεριοστροβίλου και συνδυασμένου κύκλου.

Η μέγιστη μονάδα ισχύος του αεριοστροβίλου έχει φτάσει μέχρι σήμερα τα 300 MW, η απόδοση σε αυτόνομη λειτουργία είναι 36-38%, και σε αεριοστρόβιλους πολλαπλών αξόνων, που δημιουργούνται με βάση κινητήρες αεροσκαφών με αναλογίες υψηλής πίεσης, είναι 40%. ή περισσότερο, η αρχική θερμοκρασία αερίου είναι 1300-1500 ° C, αναλογία συμπίεσης - 20-30.

Για να εξασφαλιστεί η πρακτική επιτυχία της αξιοπιστίας, της θερμικής απόδοσης, του χαμηλού ειδικού κόστους και του κόστους λειτουργίας, σήμερα οι αεριοστρόβιλοι ισχύος σχεδιάζονται σύμφωνα με τον απλούστερο κύκλο, για τη μέγιστη επιτεύξιμη θερμοκρασία αερίου (αυξάνεται συνεχώς), με ρυθμούς αύξησης πίεσης κοντά στο βέλτιστο όσον αφορά την ειδική εργασία και την απόδοση των συνδυασμένων εγκαταστάσεων, που χρησιμοποιούν τη θερμότητα των καυσαερίων στον στρόβιλο. Ο συμπιεστής και η τουρμπίνα βρίσκονται στον ίδιο άξονα. Οι στροβιλομηχανές σχηματίζουν μια συμπαγή μονάδα με ενσωματωμένο θάλαμο καύσης: δακτυλιοειδές ή μπλοκ-δακτυλιοειδές. Η ζώνη των υψηλών θερμοκρασιών και πίεσης εντοπίζεται σε ένα μικρό χώρο, ο αριθμός των λεπτομερειών που τις αντιλαμβάνονται είναι μικρός και αυτές οι ίδιες οι λεπτομέρειες επεξεργάζονται προσεκτικά. Αυτές οι αρχές είναι το αποτέλεσμα ετών σχεδιαστικής εξέλιξης.

Οι περισσότεροι αεριοστρόβιλοι με χωρητικότητα μικρότερη από 25-30 MW δημιουργήθηκαν με βάση ή σύμφωνα με τον τύπο του αεροσκάφους ή του πλοίου κινητήρες αεριοστροβίλων(GTE), τα οποία χαρακτηρίζονται από την απουσία οριζόντιων σχισμών και τη συναρμολόγηση περιβλημάτων και ρότορων με κατακόρυφα σχίσματα, την ευρεία χρήση ρουλεμάν κύλισης, μικρό βάρος και διαστάσεις. Οι δείκτες διάρκειας ζωής και ετοιμότητας που απαιτούνται για την επίγεια εφαρμογή και λειτουργία σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής παρέχονται σε κατασκευές αεροσκαφών με αποδεκτό κόστος.

Με ισχύ άνω των 50 MW, το GTP έχει σχεδιαστεί ειδικά για σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και εκτελείται ως μονοαξονικός, με μέτριους λόγους συμπίεσης και επαρκή υψηλή θερμοκρασίακαυσαέρια, διευκολύνοντας τη χρήση της θερμότητάς τους. Για να μειωθεί το μέγεθος και το κόστος και να αυξηθεί η απόδοση, τα GTP χωρητικότητας 50-80 MW κατασκευάζονται υψηλής ταχύτητας με ηλεκτρική γεννήτρια που κινείται μέσω κιβωτίου ταχυτήτων. Τυπικά, τέτοιοι αεριοστρόβιλοι είναι αεροδυναμικά και δομικά παρόμοιοι με πιο ισχυρές μονάδες που κατασκευάζονται για την άμεση κίνηση ηλεκτρικών γεννητριών με ταχύτητα 3600 και 3000 rpm. Μια τέτοια προσομοίωση αυξάνει την αξιοπιστία και μειώνει το κόστος ανάπτυξης και ανάπτυξης.

Ο αέρας κύκλου είναι το κύριο ψυκτικό στο GTU. Τα συστήματα ψύξης αέρα υλοποιούνται σε πτερύγια ακροφυσίων και ρότορα, χρησιμοποιώντας τεχνολογίες που παρέχουν τις απαιτούμενες ιδιότητες με αποδεκτό κόστος. Η χρήση ατμού ή νερού για ψύξη τουρμπίνων μπορεί να βελτιώσει την απόδοση των αεριοστροβίλων και των ατμοστρόβιλων με τις ίδιες παραμέτρους κύκλου ή να προσφέρει περαιτέρω αύξηση στην αρχική θερμοκρασία των αερίων σε σύγκριση με τον αέρα. Αν και τεχνικό υπόβαθρογια τη χρήση συστημάτων ψύξης με αυτά τα ψυκτικά μέσα δεν έχουν αναπτυχθεί τόσο λεπτομερώς όσο με τον αέρα, η εφαρμογή τους γίνεται πρακτικό ζήτημα.

Το GTP κατέκτησε την «χαμηλή τοξική» καύση φυσικού αερίου. Είναι πιο αποτελεσματικό σε θαλάμους καύσης που λειτουργούν σε προηγουμένως παρασκευασμένο ομοιογενές μείγμα αερίου με αέρα σε μεγάλες (a = 2-2,1) περίσσεια αέρα και με ομοιόμορφη και σχετικά χαμηλή (1500-1550 ° C) θερμοκρασία φλόγας. Με μια τέτοια οργάνωση της καύσης, ο σχηματισμός NOX μπορεί να περιοριστεί στα 20-50 mg/m3 υπό κανονικές συνθήκες (κανονικά αναφέρονται σε προϊόντα καύσης που περιέχουν 15% οξυγόνο) σε υψηλή απόδοση καύσης (συγκέντρωση CO<50 мг/м3). Проблема заключается в сохранении устойчивости горения и близких к оптимальным условий горения при изменениях режимов. С разной эффективностью это достигается ступенчатой подачей топлива (включением/отключением тех или иных горелок или зон горения), регулированием расхода поступающего на горение воздуха и дежурным диффузионным факелом небольшой мощности.

Είναι πολύ πιο δύσκολο να αναπαραχθεί μια παρόμοια τεχνολογία καύσης «χαμηλής τοξικότητας» σε υγρά καύσιμα. Ωστόσο, υπάρχουν και εδώ κάποιες επιτυχίες.

Μεγάλη σημασία για την πρόοδο των στατικών αεριοστροβίλων είναι η επιλογή υλικών και τεχνολογιών διαμόρφωσης που εξασφαλίζουν μεγάλη διάρκεια ζωής, αξιοπιστία και μέτριο κόστος των εξαρτημάτων τους.

Τα μέρη του στροβίλου και του θαλάμου καύσης, τα οποία πλένονται με αέρια υψηλής θερμοκρασίας που περιέχουν συστατικά που μπορούν να προκαλέσουν οξείδωση ή διάβρωση και παρουσιάζουν υψηλά μηχανικά και θερμικά φορτία, είναι κατασκευασμένα από σύνθετα κράματα με βάση το νικέλιο. Οι λεπίδες ψύχονται εντατικά και κατασκευάζονται με πολύπλοκες εσωτερικές διαδρομές χρησιμοποιώντας τη μέθοδο χύτευσης ακριβείας, η οποία επιτρέπει τη χρήση υλικών και τη λήψη σχημάτων εξαρτημάτων που είναι αδύνατες με άλλες τεχνολογίες. Τα τελευταία χρόνια χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο χύτευση λεπίδων με κατευθυντική και μονή κρυστάλλωση, γεγονός που καθιστά δυνατή τη σημαντική βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων τους.

Οι επιφάνειες των πιο καυτών μερών προστατεύονται με επιστρώσεις που αποτρέπουν τη διάβρωση και μειώνουν τη θερμοκρασία του βασικού μετάλλου.

Η απλότητα και το μικρό μέγεθος ακόμη και ισχυρών αεριοστροβίλων και του βοηθητικού τους εξοπλισμού καθιστούν τεχνικά δυνατή την προμήθεια τους σε μεγάλες, εργοστασιακές μονάδες με βοηθητικό εξοπλισμό, συνδέσεις σωληνώσεων και καλωδίων, ελεγμένα και προσαρμοσμένα για κανονική λειτουργία. Όταν εγκαθίσταται σε εξωτερικό χώρο, ένα στοιχείο κάθε μονάδας είναι ένα περίβλημα (περίβλημα) που προστατεύει τον εξοπλισμό από τις κακές καιρικές συνθήκες και μειώνει τις εκπομπές ήχου. Τα μπλοκ τοποθετούνται σε επίπεδα θεμέλια και αγκυροβολούνται. Ο χώρος κάτω από το δέρμα αερίζεται.

Η ρωσική βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας έχει πολυετή, αν και όχι σαφή, εμπειρία στη λειτουργία αεριοστροβίλων με χωρητικότητα μονάδας 2,5 έως 100 MW. Ένα καλό παράδειγμα είναι το εργοστάσιο συμπαραγωγής αεριοστροβίλου, το οποίο λειτουργεί για περισσότερα από 25 χρόνια στις σκληρές κλιματολογικές συνθήκες του Γιακούτσκ, σε ένα απομονωμένο σύστημα ισχύος με ανομοιόμορφο φορτίο.

Επί του παρόντος, οι ρωσικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής λειτουργούν αεριοστρόβιλους, οι οποίοι, όσον αφορά τις παραμέτρους και τους δείκτες τους, είναι αισθητά κατώτεροι από τους ξένους. Για τη δημιουργία σύγχρονων αεριοστροβίλων ισχύος, είναι σκόπιμο να συνδυαστούν οι προσπάθειες των επιχειρήσεων ηλεκτρομηχανικής και κινητήρων αεροσκαφών με βάση την τεχνολογία της αεροπορίας.

Έχει ήδη κατασκευαστεί και δοκιμάζεται ένας αεριοστρόβιλος ισχύος 110 MW, που παράγεται από τις αμυντικές επιχειρήσεις Mash-proekt (Nikolaev, Ουκρανία) και Saturn (Rybinsk Motors), ο οποίος έχει αρκετά σύγχρονες επιδόσεις.

Στη χώρα έχουν δημιουργηθεί διάφορα τυπικά μεγέθη αεριοστροβίλων μέσης ισχύος με βάση κινητήρες αεροσκαφών ή θαλάσσιων αεροσκαφών. Πολλές μονάδες GTD-16 και GTD-25 των Mashinproekt, GTU-12 και GTU-16P των Perm Aviadvigatel, AL-31ST Saturn και NK-36 Dvigateli NK λειτουργούν με χρόνο λειτουργίας 15-25 χιλιάδες ώρες ανά σταθμούς συμπίεσης του κύριου αγωγούς αερίου. Εδώ και πολλά χρόνια, εκατοντάδες παλαιότεροι αεριοστρόβιλοι που λειτουργούσαν από την Trud (τώρα Dvigateli NK) και τη Mashproekt λειτουργούσαν εκεί. Υπάρχει μια πλούσια και, γενικά, θετική εμπειρία λειτουργίας στους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής της Mashproekt GTU με ισχύ 12 MW, η οποία χρησίμευσε ως βάση για πιο ισχυρά PT-15.

Στους σύγχρονους αεριοστρόβιλους υψηλής ισχύος, η θερμοκρασία των καυσαερίων στον στρόβιλο είναι 550-640 °C. Η θερμότητά τους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παροχή θερμότητας ή να χρησιμοποιηθεί στον κύκλο ατμού, με αύξηση της απόδοσης της συνδυασμένης εγκατάστασης ατμού και αερίου έως και 55-58%, πράγμα που επιτυγχάνεται σήμερα. Είναι δυνατοί και πρακτικά χρησιμοποιούνται διάφοροι συνδυασμοί κύκλων αεριοστροβίλου και ατμοστρόβιλου. Ανάμεσά τους κυριαρχούν τα δυαδικά, με την παροχή όλης της θερμότητας στο θάλαμο καύσης του αεριοστρόβιλου, την παραγωγή ατμού υψηλών παραμέτρων στον λέβητα απορριμμάτων θερμότητας πίσω από τον αεριοστρόβιλο και τη χρήση του στον ατμοστρόβιλο.

Στο Βορειοδυτικό CHPP της Αγίας Πετρούπολης εδώ και 2 περίπου χρόνια λειτουργεί το πρώτο δυαδικού τύπου STP στη χώρα μας. Η ισχύς του είναι 450 MW. Το CCGT περιλαμβάνει δύο αεριοστρόβιλους V94.2 που αναπτύχθηκαν από τη Siemens, οι οποίοι προμηθεύονται από την κοινοπραξία Interturbo με LMZ, 2 λέβητες απορριμμάτων θερμότητας και έναν ατμοστρόβιλο. Η προμήθεια ενός αυτοματοποιημένου συστήματος ελέγχου διεργασιών για ένα CCGT πραγματοποιήθηκε από κοινοπραξία δυτικών εταιρειών. Όλος ο άλλος κύριος και βοηθητικός εξοπλισμός προμηθεύτηκε από εγχώριες επιχειρήσεις.

Μέχρι την 1η Σεπτεμβρίου 2002, το CCGT λειτουργούσε 7200 ώρες στη λειτουργία συμπύκνωσης όταν λειτουργούσε στην περιοχή ελέγχου (300-450 MW) με μέση απόδοση 48-49%. Η εκτιμώμενη απόδοσή του είναι 51%.

Σε ένα παρόμοιο CCGT με το εγχώριο GTE-110, είναι δυνατό να επιτευχθεί ακόμη και ελαφρώς υψηλότερη απόδοση.

Ακόμη υψηλότερη απόδοση, όπως φαίνεται από τον ίδιο πίνακα, θα εξασφαλίσει τη χρήση του GTE-180 που έχει σχεδιαστεί σήμερα.

Με τη χρήση αεριοστροβίλων που έχουν σχεδιαστεί σήμερα, είναι δυνατό να επιτευχθούν σημαντικά υψηλότερες επιδόσεις, όχι μόνο σε νέες κατασκευές, αλλά και στον τεχνικό επανεξοπλισμό υφιστάμενων θερμοηλεκτρικών σταθμών. Είναι σημαντικό ότι με τον τεχνικό επανεξοπλισμό με τη διατήρηση της υποδομής και ενός σημαντικού μέρους του εξοπλισμού και την εφαρμογή δυαδικών μονάδων CCGT σε αυτά, είναι δυνατό να επιτευχθούν σχεδόν βέλτιστες τιμές απόδοσης με σημαντική αύξηση του ισχύς των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής.

Η ποσότητα ατμού που μπορεί να παραχθεί στον λέβητα απορριμμάτων θερμότητας που είναι εγκατεστημένος πίσω από το GTE-180 είναι κοντά στη χωρητικότητα μιας εξάτμισης του ατμοστρόβιλου K-300. Ανάλογα με τον αριθμό των καυσαερίων που αποθηκεύονται κατά τη διάρκεια του εν λόγω επαναεξοπλισμού, είναι δυνατή η χρήση 1,2 ή 3 GTE-180. Για να αποφευχθεί η υπερφόρτωση καυσαερίων σε χαμηλές εξωτερικές θερμοκρασίες, συνιστάται η χρήση ενός σχεδίου τριών βρόχων του τμήματος ατμού με αναθέρμανση ατμού, στο οποίο επιτυγχάνεται μεγάλη ισχύς CCGT με χαμηλότερη ροή ατμού στον συμπυκνωτή.

Διατηρώντας και τις τρεις εκπομπές, το CCGT με χωρητικότητα περίπου 800 MW βρίσκεται σε μια κυψέλη δύο γειτονικών μονάδων ισχύος: ο ένας ατμοστρόβιλος παραμένει και ο άλλος αποσυναρμολογείται.

Το μοναδιαίο κόστος αυτών των επανεξοπλισμών σύμφωνα με τον κύκλο CCGT θα είναι 1,5 ή περισσότερες φορές φθηνότερο από τη νέα κατασκευή.

Παρόμοιες λύσεις ενδείκνυνται για τον επανεξοπλισμό σταθμών ηλεκτροπαραγωγής με αέριο με μονάδες ισχύος 150 και 200 ​​MW. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν ευρέως λιγότερο ισχυρό GTE-110.

Για οικονομικούς λόγους, καταρχάς, οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί χρειάζονται τεχνικό επανεξοπλισμό. Τα πιο ελκυστικά για αυτούς είναι τα δυαδικά CCGT του τύπου στο Βορειοδυτικό CHPP της Αγίας Πετρούπολης, τα οποία καθιστούν δυνατή την απότομη αύξηση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στην κατανάλωση θερμότητας και την αλλαγή της αναλογίας μεταξύ ηλεκτρικών και θερμικών φορτίων σε ένα ευρύ φάσμα. διατηρώντας παράλληλα έναν συνολικό υψηλό συντελεστή χρήσης καυσίμου. Η μονάδα που εκπονήθηκε στο Severo-Zapadnaya CHPP: GTU - ένας λέβητας απορριπτόμενης θερμότητας που παράγει 240 t/h ατμού, μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας για την τροφοδοσία των στροβίλων PT-60, PT-80 και T-100.

Όταν οι εξατμίσεις τους είναι πλήρως φορτωμένες, ο ρυθμός ροής μάζας ατμού μέσω των πρώτων σταδίων αυτών των στροβίλων θα είναι πολύ χαμηλότερος από τον ονομαστικό και θα είναι δυνατή η διέλευση του στις μειωμένες πιέσεις που είναι χαρακτηριστικές του CCGT-450. Αυτό, καθώς και η μείωση της θερμοκρασίας του ζωντανού ατμού σε λιγότερο από 500-510 ° C, θα άρει το ζήτημα της εξάντλησης των πόρων αυτών των στροβίλων. Αν και αυτό θα συνοδεύεται από μείωση της ισχύος των ατμοστροβίλων, η συνολική ισχύς της μονάδας θα αυξηθεί περισσότερο από 2 φορές και η απόδοσή της όσον αφορά την παραγωγή ενέργειας θα είναι σημαντικά υψηλότερη, ανεξάρτητα από τον τρόπο λειτουργίας (τροφοδοσία θερμότητας) , από αυτή των καλύτερων μονάδων ισχύος συμπύκνωσης.

Μια τέτοια αλλαγή στους δείκτες επηρεάζει ριζικά την αποτελεσματικότητα της ΣΗΘ. Το συνολικό κόστος για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας θα μειωθεί και η ανταγωνιστικότητα των ΣΗΘ στις αγορές και των δύο τύπων προϊόντων - όπως αποδεικνύεται από χρηματοοικονομικούς και οικονομικούς υπολογισμούς - θα αυξηθεί.

Σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, στο ισοζύγιο καυσίμου των οποίων υπάρχει μεγάλη αναλογία μαζούτ ή άνθρακα, αλλά υπάρχει επίσης φυσικό αέριο, σε ποσότητα επαρκή για την τροφοδοσία του αεριοστρόβιλου, μπορεί να είναι κατάλληλες θερμοδυναμικά λιγότερο αποδοτικές υπερκατασκευές αεριοστροβίλου.

Για την εγχώρια βιομηχανία θερμικής ενέργειας, το πιο σημαντικό οικονομικό έργο είναι η ανάπτυξη και η ευρεία χρήση σταθμών αεριοστροβίλων με τις παραμέτρους και τους δείκτες που έχουν ήδη επιτευχθεί παγκοσμίως. Το πιο σημαντικό επιστημονικό καθήκον είναι να διασφαλιστεί ο σχεδιασμός, η κατασκευή και η επιτυχής λειτουργία αυτών των αεριοστροβίλων.

Φυσικά, υπάρχουν ακόμη πολλές ευκαιρίες για περαιτέρω ανάπτυξη αεριοστροβίλων και μονάδων συνδυασμένου κύκλου και βελτίωση της απόδοσής τους. Μονάδες CCGT με απόδοση 60% έχουν σχεδιαστεί στο εξωτερικό και στόχος είναι να αυξηθεί στο 61,5-62% στο άμεσο μέλλον. Για να γίνει αυτό, αντί για κυκλικό αέρα, ο αεριοστρόβιλος χρησιμοποιεί υδρατμούς ως ψυκτικό και πραγματοποιείται στενότερη ενσωμάτωση του αεριοστρόβιλου και των κύκλων ατμού.

Ακόμη μεγαλύτερες ευκαιρίες ανοίγονται με τη δημιουργία «υβριδικών» εγκαταστάσεων, στις οποίες οι αεριοστρόβιλοι (ή CCGT) κατασκευάζονται πάνω από μια κυψέλη καυσίμου.

Κυψέλες καυσίμου υψηλής θερμοκρασίας (FC), στερεά οξείδια ή με βάση τηγμένα ανθρακικά άλατα, που λειτουργούν σε θερμοκρασίες 850 και 650 °C, χρησιμεύουν ως πηγές θερμότητας για τον αεριοστρόβιλο και τον κύκλο ατμού. Σε συγκεκριμένα έργα ισχύος περίπου 20 MW -κυρίως στις ΗΠΑ- έχουν προκύψει υπολογισμένες αποδόσεις 70%.

Αυτές οι μονάδες έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν με φυσικό αέριο με εσωτερική αναμόρφωση. Είναι πιθανό, φυσικά, να λειτουργούν με αέριο σύνθεσης ή καθαρό υδρογόνο που λαμβάνεται από την αεριοποίηση άνθρακα και τη δημιουργία συμπλεγμάτων στα οποία η επεξεργασία του άνθρακα ενσωματώνεται στον τεχνολογικό κύκλο.

Τα υπάρχοντα προγράμματα θέτουν ως στόχο την αύξηση της δυναμικότητας των υβριδικών μονάδων σε 300 MW ή περισσότερο στο μέλλον, και την απόδοσή τους - έως 75% στο φυσικό αέριο και 60% στον άνθρακα.

Το δεύτερο πιο σημαντικό καύσιμο για ενέργεια είναι ο άνθρακας. Στη Ρωσία, τα πιο παραγωγικά κοιτάσματα άνθρακα - το Kuznetsk και το Kansko-Achinsk - βρίσκονται στα νότια της κεντρικής Σιβηρίας. Τα κάρβουνα αυτών των κοιτασμάτων είναι χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο. Το κόστος εξαγωγής τους είναι χαμηλό. Ωστόσο, η περιοχή εφαρμογής τους είναι επί του παρόντος περιορισμένη λόγω του υψηλού κόστους των σιδηροδρομικών μεταφορών. Στο ευρωπαϊκό τμήμα της Ρωσίας, στα Ουράλια και την Άπω Ανατολή, το κόστος μεταφοράς υπερβαίνει το κόστος εξόρυξης άνθρακα Kuznetsk κατά 1,5-2,5 φορές και το Kansk-Achinsk - κατά 5,5-7,0 φορές.

Στο ευρωπαϊκό τμήμα της Ρωσίας, ο άνθρακας εξορύσσεται με τη μέθοδο του ορυχείου. Βασικά, πρόκειται για κάρβουνα από την Pechora, ανθρακίτες από το νότιο Donbass (οι ηλεκτροπαραγωγοί μηχανικοί παίρνουν τις προβολές τους - πρόστιμα) και καφέ κάρβουνα από την περιοχή της Μόσχας. Όλα είναι υψηλής τέφρας και θειούχα. Λόγω φυσικών συνθηκών (γεωλογικών ή κλιματικών), το κόστος παραγωγής τους είναι υψηλό και είναι δύσκολο να εξασφαλιστεί η ανταγωνιστικότητα όταν χρησιμοποιούνται σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, ειδικά με την αναπόφευκτη αυστηροποίηση των περιβαλλοντικών απαιτήσεων και την ανάπτυξη της αγοράς θερμικών άνθρακα στη Ρωσία. .

Επί του παρόντος, οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί χρησιμοποιούν άνθρακες που ποικίλλουν πολύ σε ποιότητα: περισσότερο από το 25% της συνολικής κατανάλωσής τους έχει περιεκτικότητα σε τέφρα άνω του 40%. 18,8% - θερμογόνος δύναμη κάτω από 3000 kcal/kg. 6,8 εκατ. τόνοι περιεκτικότητας άνθρακα - θείου πάνω από 3,0%. Η συνολική ποσότητα έρματος στον άνθρακα είναι 55 εκατομμύρια τόνοι ετησίως, συμπεριλαμβανομένων των πετρωμάτων - 27,9 εκατομμύρια τόνοι και της υγρασίας - 27,1 εκατομμύρια τόνοι. Ως αποτέλεσμα, είναι πολύ σημαντικό να βελτιωθεί η ποιότητα των θερμικών άνθρακα.

Η προοπτική χρήσης άνθρακα στη ρωσική βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας θα καθοριστεί από την κρατική πολιτική τιμών για το φυσικό αέριο και τον άνθρακα. Τα τελευταία χρόνια, υπήρξε μια παράλογη κατάσταση όταν το αέριο σε πολλές περιοχές της Ρωσίας είναι φθηνότερο από τον άνθρακα. Μπορεί να υποτεθεί ότι οι τιμές του φυσικού αερίου θα αυξηθούν ταχύτερα και θα γίνουν υψηλότερες από τις τιμές του άνθρακα σε λίγα χρόνια.

Για να επεκταθεί η χρήση άνθρακα Kuznetsk και Kansk-Achinsk, συνιστάται να δημιουργηθούν ευνοϊκές συνθήκες για τη σιδηροδρομική μεταφορά τους και να αναπτυχθούν εναλλακτικές μέθοδοι μεταφοράς άνθρακα: με νερό, αγωγούς, σε εμπλουτισμένη κατάσταση κ.λπ.

Για στρατηγικούς λόγους, στο ευρωπαϊκό τμήμα της Ρωσίας είναι απαραίτητο να διατηρηθεί η εξόρυξη κάποιας ποσότητας θερμικού άνθρακα της καλύτερης ποιότητας και στα πιο παραγωγικά ορυχεία, ακόμη κι αν αυτό απαιτεί κρατικές επιδοτήσεις.

Η χρήση άνθρακα σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής σε παραδοσιακές ατμοηλεκτρικές μονάδες είναι εμπορικά βιώσιμη σήμερα και θα είναι βιώσιμη για το άμεσο μέλλον. αεριοστρόβιλος βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας Ρωσίας άνθρακας

Στη Ρωσία, ο άνθρακας καίγεται σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής συμπύκνωσης εξοπλισμένους με μονάδες ισχύος 150, 200, 300, 500 και 800 MW και σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς με λέβητες ισχύος έως 1000 t/h.

Παρά τη χαμηλή ποιότητα των κάρβουνων και την αστάθεια των χαρακτηριστικών τους κατά την παράδοση, υψηλοί τεχνικοί, οικονομικοί και λειτουργικοί δείκτες επιτεύχθηκαν στα εγχώρια ανθρακωρυχεία λίγο μετά την ανάπτυξή τους.

Οι μεγάλοι λέβητες χρησιμοποιούν καύση σκόνης άνθρακα, κυρίως με αφαίρεση στερεής τέφρας. Η μηχανική υποκαύση δεν υπερβαίνει, κατά κανόνα, 1-1,5% κατά την καύση λιθάνθρακα και 0,5% - καφέ άνθρακα. Αυξάνεται σε q4<4% при использовании низко реакционных тощих углей и антрацитового штыба в котлах с жидким шлакоудалением. Расчетные значения КПД брутто пылеугольных котлов составляют 90-92,5%. При длительной эксплуатации они на 1-2% ниже из-за увеличенных присосов воздуха в газовый тракт, загрязнения и шлакования поверхностей нагрева, ухудшения качества угля. Имеются реальные возможности значительного улучшения КПД котлов.

Τα τελευταία χρόνια, τα μπλοκ άνθρακα λειτουργούν σε μεταβλητή λειτουργία με βαθιά εκφόρτωση ή διακοπή λειτουργίας κατά τη διάρκεια της νύχτας. Υψηλή, κοντά στην ονομαστική απόδοση διατηρείται σε αυτά όταν εκφορτώνονται σε N3JI=0,4-=-0,5 NH0M.

Χειρότερη είναι η κατάσταση με την προστασία του περιβάλλοντος. Στους ρωσικούς θερμοηλεκτρικούς σταθμούς με καύση άνθρακα δεν λειτουργούν συστήματα αποθείωσης καυσαερίων, ούτε καταλυτικά συστήματα για τον καθαρισμό τους από NOX. Οι ηλεκτροστατικοί κατακρημνιστές που είναι εγκατεστημένοι για τη συλλογή τέφρας δεν είναι αρκετά αποδοτικοί. σε λέβητες με χωρητικότητα έως και 640 t / h, χρησιμοποιούνται ευρέως διάφοροι ακόμη λιγότερο αποδοτικοί κυκλώνες και υγρές συσκευές.

Εν τω μεταξύ, για το μέλλον της θερμικής ενέργειας, η εναρμόνισή της με το περιβάλλον είναι υψίστης σημασίας. Είναι πιο δύσκολο να επιτευχθεί όταν χρησιμοποιείται άνθρακας ως καύσιμο, ο οποίος περιέχει ένα άκαυστο ορυκτό μέρος και οργανικές ενώσεις θείου, αζώτου και άλλων στοιχείων που σχηματίζουν ουσίες επιβλαβείς για τη φύση, τους ανθρώπους ή τα κτίρια μετά την καύση του άνθρακα.

Σε τοπικό και περιφερειακό επίπεδο, οι κύριοι ατμοσφαιρικοί ρύποι των οποίων οι εκπομπές ρυθμίζονται είναι τα αέρια οξείδια του θείου και του αζώτου και τα σωματίδια (στάχτη). Ο περιορισμός τους απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή και κόστος.

Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, ελέγχονται επίσης οι εκπομπές πτητικών οργανικών ενώσεων (οι πιο σοβαροί ρύποι, ιδίως το βενζοπυρένιο), βαρέων μετάλλων (για παράδειγμα, υδράργυρος, βανάδιο, νικέλιο) και μολυσμένων λυμάτων στα υδατικά συστήματα.

Κατά τον περιορισμό των εκπομπών από θερμοηλεκτρικούς σταθμούς, το κράτος τις περιορίζει σε επίπεδο που να μην προκαλεί μη αναστρέψιμες αλλαγές στο περιβάλλον ή στην ανθρώπινη υγεία που μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά τις συνθήκες διαβίωσης των σημερινών και των μελλοντικών γενεών. Ο ορισμός αυτού του επιπέδου συνδέεται με πολλές αβεβαιότητες και εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τεχνικές και οικονομικές δυνατότητες, καθώς αδικαιολόγητα αυστηρές απαιτήσεις μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση του κόστους και να επιδεινώσει την οικονομική κατάσταση της χώρας.

Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας και την ενίσχυση της οικονομίας διευρύνονται οι δυνατότητες μείωσης των εκπομπών από θερμοηλεκτρικούς σταθμούς. Ως εκ τούτου, είναι θεμιτό να μιλάμε (και να επιδιώκουμε!) για τον ελάχιστο δυνατό τεχνικά και οικονομικά αντίκτυπο των TPP στο περιβάλλον και να επιδιώκουμε αυξημένο κόστος, ωστόσο, έτσι ώστε η ανταγωνιστικότητα των TPP να εξακολουθεί να διασφαλίζεται. Κάτι ανάλογο γίνεται τώρα σε πολλές ανεπτυγμένες χώρες.

Ας επιστρέψουμε, ωστόσο, στους παραδοσιακούς θερμοηλεκτρικούς σταθμούς με άνθρακα.

Φυσικά, θα πρέπει πρώτα απ' όλα να χρησιμοποιούνται σχετικά φθηνά, καταξιωμένα και αποτελεσματικά ηλεκτρικά και υφασμάτινα φίλτρα για τη ριζική αποσκόνηση των καυσαερίων που εκπέμπονται στην ατμόσφαιρα. Οι δυσκολίες με τους ηλεκτροστατικούς κατακρημνιστές τυπικές για τη ρωσική βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας μπορούν να εξαλειφθούν με τη βελτιστοποίηση του μεγέθους και του σχεδιασμού τους, τη βελτίωση των συστημάτων ισχύος με χρήση προιονισμού και εναλλασσόμενου ρεύματος, διακοπτόμενων ή παλμικών τροφοδοτικών και αυτοματοποιώντας τον έλεγχο λειτουργίας του φίλτρου. Σε πολλές περιπτώσεις, συνιστάται η μείωση της θερμοκρασίας των αερίων που εισέρχονται στον ηλεκτροστατικό κατακρημνιστή.

Για τη μείωση των εκπομπών οξειδίων του αζώτου στην ατμόσφαιρα, χρησιμοποιούνται κυρίως τεχνολογικά μέτρα. Συνίστανται στον επηρεασμό της διαδικασίας καύσης αλλάζοντας το σχεδιασμό και τους τρόπους λειτουργίας των καυστήρων και των συσκευών κλιβάνου και τη δημιουργία συνθηκών υπό τις οποίες ο σχηματισμός οξειδίων του αζώτου είναι μικρός ή αδύνατος.

Σε λέβητες που λειτουργούν με άνθρακα Kansk-Achinsk, συνιστάται η χρήση της αποδεδειγμένης αρχής της καύσης σε χαμηλή θερμοκρασία για τη μείωση του σχηματισμού οξειδίων του αζώτου. Με τρία στάδια παροχής καυσίμου, ο συντελεστής περίσσειας αέρα στη ζώνη ενεργού καύσης θα είναι 1,0-1,05. Μια περίσσεια οξειδωτικού παράγοντα σε αυτή τη ζώνη, παρουσία έντονης μεταφοράς μάζας στον όγκο, θα παρέχει χαμηλό ρυθμό σκωρίας. Προκειμένου η απομάκρυνση μέρους του αέρα από τη ζώνη ενεργού καύσης να μην αυξάνει τη θερμοκρασία των αερίων στον όγκο της, παρέχεται στον πυρσό μια ποσότητα αντικατάστασης αερίων ανακυκλοφορίας. Με μια τέτοια οργάνωση της καύσης, είναι δυνατό να μειωθεί η συγκέντρωση των οξειδίων του αζώτου στα 200-250 mg/m3 στο ονομαστικό φορτίο της μονάδας ισχύος.

Για τη μείωση των εκπομπών οξειδίων του αζώτου, η SibVTI αναπτύσσει ένα σύστημα προ-καύσης σκόνης άνθρακα που θα μειώσει τις εκπομπές NOx σε λιγότερο από 200 mg/m3.

Όταν ο άνθρακας Kuznetsk χρησιμοποιείται σε μονάδες 300-500 MW, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται καυστήρες χαμηλής τοξικότητας και σταδιακή καύση καυσίμου για τη μείωση του σχηματισμού NOX. Ο συνδυασμός αυτών των δραστηριοτήτων μπορεί να παρέχει εκπομπές NOX<350 мг/м3.

Είναι ιδιαίτερα δύσκολο να μειωθεί ο σχηματισμός NOX κατά την καύση καυσίμου χαμηλής αντιδραστικότητας (στάχτη και άπαχο Kuznetsk) σε λέβητες με αφαίρεση υγρής τέφρας. Επί του παρόντος, οι συγκεντρώσεις NOX σε τέτοιους λέβητες είναι 1200-1500 mg/m3. Εάν διατίθεται φυσικό αέριο σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, συνιστάται η οργάνωση καύσης τριών σταδίων με μείωση NOX στο πάνω μέρος του κλιβάνου (διαδικασία επανακαύσης). Σε αυτή την περίπτωση, οι κύριοι καυστήρες λειτουργούν με συντελεστή περίσσειας αέρα = 1,0-1,1 και το φυσικό αέριο τροφοδοτείται στον κλίβανο μαζί με ένα μέσο ξήρανσης για τη δημιουργία μιας ζώνης μείωσης. Ένα τέτοιο σχήμα καύσης μπορεί να παρέχει συγκεντρώσεις NOX έως 500-700 mg/m3.

Χρησιμοποιούνται χημικές μέθοδοι για τον καθαρισμό των καυσαερίων από τα οξείδια του αζώτου. Υπάρχουν δύο τεχνολογίες επεξεργασίας αζώτου που χρησιμοποιούνται βιομηχανικά: η εκλεκτική μη καταλυτική αναγωγή (SNCR) και η εκλεκτική καταλυτική αναγωγή (SCR) των οξειδίων του αζώτου.

Με υψηλότερη απόδοση της τεχνολογίας SCR, το συγκεκριμένο κόστος κεφαλαίου σε αυτήν είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερο από το SNCR. Αντίθετα, η κατανάλωση του αναγωγικού παράγοντα, τις περισσότερες φορές της αμμωνίας, είναι 2-3 φορές μικρότερη στην τεχνολογία SCR λόγω της υψηλότερης επιλεκτικότητας χρήσης αμμωνίας σε σύγκριση με το SNCR.

Η τεχνολογία SNCR, που δοκιμάστηκε σε λέβητα χωρητικότητας 420 t/h στο ΣΗΘΡ Togliatti, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στον τεχνικό επανεξοπλισμό σταθμών ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα με λέβητες που λειτουργούν με αφαίρεση υγρής τέφρας. Αυτό θα τους παρέχει το επίπεδο των εκπομπών NOX = 300-350 mg/m3. Σε περιοχές με περιβαλλοντική πίεση, η τεχνολογία SCR μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επίτευξη εκπομπών NOX περίπου 200 mg/m3. Σε όλες τις περιπτώσεις, η χρήση αζωτούχων πλυντηρίων θα πρέπει να προηγείται από τεχνολογικά μέτρα για τη μείωση του σχηματισμού NOX.

Με τη βοήθεια τεχνολογιών που κατέχουν σήμερα, είναι δυνατός ο οικονομικά αποδεκτός καθαρισμός των προϊόντων καύσης ξινού καυσίμου με δέσμευση 95-97% SO2. Σε αυτή την περίπτωση, ο φυσικός ασβεστόλιθος χρησιμοποιείται συνήθως ως ροφητικό· ο γύψος του εμπορίου είναι ένα υποπροϊόν του καθαρισμού.

Στη χώρα μας, στο Dorogobuzhskaya GRES, αναπτύχθηκε και λειτούργησε εμπορικά μια εγκατάσταση χωρητικότητας 500-103 nm3/h, εφαρμόζοντας την τεχνολογία αποθείωσης αμμωνίας-θειικής, στην οποία η αμμωνία είναι ο ροφητής και το θειικό αμμώνιο του εμπορίου, που είναι πολύτιμο λίπασμα, είναι ένα υποπροϊόν.

Σύμφωνα με τα πρότυπα που ισχύουν στη Ρωσία, η δέσμευση 90-95% SO2 είναι απαραίτητη όταν χρησιμοποιείται καύσιμο με μειωμένη περιεκτικότητα σε θείο S > 0,15% kg/MJ. Κατά την καύση καυσίμων χαμηλής και μέσης περιεκτικότητας σε θείο S< 0,05% кг/МДж целесообразно использовать менее капиталоемкие технологии.

Τα ακόλουθα θεωρούνται επί του παρόντος ως οι κύριες κατευθύνσεις για περαιτέρω βελτίωση της απόδοσης των θερμοηλεκτρικών σταθμών με καύση άνθρακα:

αύξηση των παραμέτρων ατμού σε σύγκριση με το mastered24 MPa, 540/540 °С με ταυτόχρονη βελτίωση του εξοπλισμού και των συστημάτων ατμοηλεκτρικών σταθμών.

ανάπτυξη και βελτίωση πολλά υποσχόμενων CCGT με καύση άνθρακα.

βελτίωση και ανάπτυξη νέων συστημάτων καθαρισμού καυσαερίων.

Η συνολική βελτίωση των συστημάτων και του εξοπλισμού κατέστησε δυνατή την αύξηση της απόδοσης των υπερκρίσιμων μονάδων παραγωγής ενέργειας με καύση άνθρακα από περίπου 40 σε 43-43,5% χωρίς αλλαγή των παραμέτρων ατμού. Η αύξηση των παραμέτρων από 24 MPa, 545/540 °C σε 29 MPa, 600/620 °C αυξάνει την απόδοση σε πραγματικά έργα στον άνθρακα έως και περίπου 47%. Η αύξηση του κόστους των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής με μεγάλες (600-800 MW) μονάδες λόγω της χρήσης ακριβότερων υλικών σε υψηλότερες παραμέτρους (για παράδειγμα, ωστενιτικοί σωλήνες υπερθερμαντήρων) είναι σχετικά μικρή. Είναι 2,5% με αύξηση της απόδοσης από 43 σε 45% και 5,5 - σε 47%. Ωστόσο, ακόμη και μια τέτοια αύξηση της τιμής αποδίδει σε πολύ υψηλές τιμές άνθρακα.

Οι εργασίες για υπερ-κρίσιμες παραμέτρους ατμού, που ξεκίνησαν στα μέσα του περασμένου αιώνα στις ΗΠΑ και την ΕΣΣΔ, έχουν βρει βιομηχανική εφαρμογή στην Ιαπωνία και στις χώρες της Δυτικής Ευρώπης με υψηλές τιμές ενέργειας τα τελευταία χρόνια.

Στη Δανία και την Ιαπωνία, έχουν κατασκευαστεί και λειτουργήσει επιτυχώς με άνθρακα μονάδες ισχύος 380-1050 MW με πίεση ενεργού ατμού 24-30 MPa και υπερθέρμανση έως 580-610 °C. Ανάμεσά τους υπάρχουν μπλοκ με διπλή αναθέρμανση έως 580 °C. Η απόδοση των καλύτερων ιαπωνικών μπλοκ είναι στο επίπεδο του 45-46%, τα Δανέζικα, που λειτουργούν με κρύο νερό κυκλοφορίας με βαθύ κενό, είναι 2-3% υψηλότερα.

Στη Γερμανία κατασκευάστηκαν λιγνιτικές μονάδες ισχύος 800-1000 MW με παραμέτρους ατμού έως 27 MPa, 580/600 °C και απόδοση έως 45%.

Οι εργασίες σε μια μονάδα ισχύος με εξαιρετικά κρίσιμες παραμέτρους ατμού (30 MPa, 600/600 °C), που οργανώθηκαν στη χώρα μας, επιβεβαίωσαν την πραγματικότητα της δημιουργίας μιας τέτοιας μονάδας ισχύος 300-525 MW με απόδοση περίπου 46%. κατά τα επόμενα έτη.

Η αύξηση της απόδοσης επιτυγχάνεται όχι μόνο λόγω της αύξησης των παραμέτρων ατμού (η συμβολή τους είναι περίπου 5%), αλλά και - σε μεγαλύτερο βαθμό - λόγω της αύξησης της απόδοσης του στροβίλου (4,5%) και του λέβητα (2,5 %) και τη βελτίωση του εξοπλισμού του σταθμού με μείωση των απωλειών χαρακτηριστικών του έργου του.

Το ανεκτέλεστο διαθέσιμο στη χώρα μας επικεντρώθηκε σε θερμοκρασία ατμού 650°C και στην ευρεία χρήση ωστενιτικών χάλυβων. Ένας μικρός πειραματικός λέβητας με τέτοιες παραμέτρους και πίεση ατμού 30,0 MPa λειτουργεί από το 1949 στο πειραματικό CHPP VTI για περισσότερες από 200 χιλιάδες ώρες. Είναι σε κατάσταση λειτουργίας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ερευνητικούς σκοπούς και μακροχρόνιες δοκιμές. Μονάδα ισχύος SKR-100 στο Kashirskaya GRES με λέβητα χωρητικότητας 720 t/h και στρόβιλο 30 MPa/650 °С

δούλεψε το 1969 πάνω από 30 χιλιάδες ώρες.Μετά τη λήξη της λειτουργίας του για λόγους που δεν σχετίζονται με τον εξοπλισμό του, ναφθαλίνη. Το 1955, ο K. Rakov στο VTI επεξεργάστηκε τις δυνατότητες δημιουργίας ενός λέβητα με παραμέτρους ατμού 30 MPa/700 °C.

Η χρήση ωστενιτικών χάλυβων με υψηλούς συντελεστές γραμμικής διαστολής και χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας για την κατασκευή ογκωδών μη θερμαινόμενων εξαρτημάτων: αγωγοί ατμού, ρότορες και περιβλήματα και εξαρτήματα στροβίλου προκαλεί προφανείς δυσκολίες κάτω από τα αναπόφευκτα κυκλικά φορτία για εξοπλισμό ισχύος. Έχοντας αυτό υπόψη, τα κράματα με βάση το νικέλιο που μπορούν να λειτουργούν σε σημαντικά υψηλότερες θερμοκρασίες μπορεί να είναι πιο κατάλληλα στην πράξη.

Έτσι, στις ΗΠΑ, όπου, μετά από ένα μεγάλο διάλειμμα, επαναλήφθηκαν οι εργασίες με στόχο την εισαγωγή υπερ-κρίσιμων παραμέτρων ατμού, επικεντρώνονται κυρίως στην ανάπτυξη και τη δοκιμή των απαραίτητων για αυτό υλικών.

Για εξαρτήματα που λειτουργούν στις υψηλότερες πιέσεις και θερμοκρασίες: επιλέχθηκαν σωλήνες υπερθερμαντήρα, κεφαλές, κύριες γραμμές ατμού, διάφορα κράματα με βάση το νικέλιο. Για τη διαδρομή αναθέρμανσης, όπου οι πιέσεις είναι σημαντικά χαμηλότερες, εξετάζονται επίσης οι ωστενιτικοί χάλυβες και για θερμοκρασίες κάτω των 650 °C, λαμβάνονται υπόψη οι υποσχόμενοι φερριτικοί χάλυβες.

Κατά τη διάρκεια του 2003, σχεδιάζεται να εντοπιστούν βελτιωμένα κράματα, διαδικασίες παραγωγής και μέθοδοι επίστρωσης που διασφαλίζουν τη λειτουργία των λεβήτων ισχύος σε θερμοκρασίες ατμού έως και 760 ° C, λαμβάνοντας υπόψη χαρακτηριστικές ευθυγραμμίσεις, αλλαγές θερμοκρασίας και πιθανή διάβρωση στο περιβάλλον πραγματικής καύσης άνθρακα προϊόντα.

Σχεδιάζεται επίσης να διορθωθούν τα πρότυπα υπολογισμού ASME για νέα υλικά και διαδικασίες και να εξεταστεί ο σχεδιασμός και η λειτουργία του εξοπλισμού σε θερμοκρασίες ατμού έως 870 ° C και πίεση έως 35 MPa.

Στις χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης, με βάση τη συνεταιριστική χρηματοδότηση, αναπτύσσεται μια βελτιωμένη μονάδα παραγωγής ενέργειας κονιοποιημένου άνθρακα με μέγιστη θερμοκρασία ατμού πάνω από 700 °C με τη συμμετοχή μεγάλου ομίλου εταιρειών ενέργειας και μηχανών. Για αυτό, λαμβάνονται οι παράμετροι του φρέσκου ατμού

37,5 MPa/700 °С και διπλός κύκλος αναθέρμανσης έως 720 °C σε πιέσεις 12 και 2,35 MPa. Με πίεση στον συμπυκνωτή 1,5-2,1 kPa, η απόδοση μιας τέτοιας μονάδας πρέπει να είναι πάνω από 50% και μπορεί να φτάσει το 53-54%. Και εδώ τα υλικά είναι κρίσιμα. Έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν μακροχρόνια αντοχή πάνω από 100 χιλιάδες ώρες ίση με 100 MPa σε θερμοκρασίες:

Κράματα με βάση το νικέλιο για σωλήνες των τελευταίων δεσμών υπερθερμαντήρων, πολλαπλών εξόδου, αγωγών ατμού, περιβλημάτων τουρμπίνας και ρότορες - 750 °C.

ωστενιτικοί χάλυβες για υπερθερμαντήρες - 700 °C.

φερριτικοί-μαρτενσιτικοί χάλυβες για σωλήνες και συλλέκτες λεβήτων - 650 °C.

Νέοι σχεδιασμοί λέβητα και στροβίλων, τεχνικές κατασκευής (όπως η συγκόλληση) και νέες σφιχτές διατάξεις αναπτύσσονται για να μειώσουν την ανάγκη για τα πιο ακριβά υλικά και το μοναδιαίο κόστος των μονάδων χωρίς να διακυβεύεται η αξιοπιστία και τα χαρακτηριστικά απόδοσης των σύγχρονων μονάδων ατμού.

Η εφαρμογή του μπλοκ έχει προγραμματιστεί μετά το 2010 και ο απώτερος στόχος σε άλλα 20 χρόνια είναι να επιτευχθεί καθαρή απόδοση έως και 55% σε θερμοκρασίες ατμού έως 800 °C.

Παρά τις επιτυχίες που έχουν ήδη επιτευχθεί και τις προοπτικές για περαιτέρω βελτίωση των ατμοηλεκτρικών μονάδων, τα θερμοδυναμικά οφέλη των συνδυασμένων μονάδων είναι τόσο μεγάλα που δίνεται μεγάλη προσοχή στην ανάπτυξη CCGT με καύση άνθρακα.

Δεδομένου ότι η καύση του καυσίμου που περιέχει τέφρα σε αεριοστρόβιλους είναι δύσκολη λόγω του σχηματισμού εναποθέσεων στη διαδρομή ροής των στροβίλων και της διάβρωσης των τμημάτων τους, οι εργασίες για τη χρήση άνθρακα σε αεριοστρόβιλους πραγματοποιούνται κυρίως προς δύο κατευθύνσεις:

αεριοποίηση υπό πίεση, καθαρισμός καύσιμου αερίου και καύση του σε αεριοστρόβιλους. η μονάδα αεριοποίησης είναι ενσωματωμένη στο CCGT, ο κύκλος και το σχήμα του οποίου παραμένουν τα ίδια με το φυσικό αέριο.

άμεση καύση άνθρακα υπό πίεση σε μια γεννήτρια ατμού ρευστοποιημένης κλίνης υψηλής πίεσης, καθαρισμός και διαστολή προϊόντων καύσης σε αεριοστρόβιλο.

Η εφαρμογή των διαδικασιών αεριοποίησης και καθαρισμού τεχνητού αερίου από τέφρα άνθρακα και ενώσεις θείου σε υψηλές πιέσεις καθιστά δυνατή την αύξηση της έντασής τους, τη μείωση του μεγέθους και του κόστους του εξοπλισμού. Η θερμότητα που αφαιρείται κατά την αεριοποίηση χρησιμοποιείται εντός του κύκλου CCGT και ο ατμός και το νερό που χρησιμοποιούνται στην αεριοποίηση, και μερικές φορές ο αέρας, λαμβάνονται επίσης από αυτόν. Οι απώλειες που προκύπτουν από την αεριοποίηση άνθρακα και τον καθαρισμό αερίου της γεννήτριας μειώνουν την απόδοση του CCGT. Ωστόσο, με ορθολογικό σχεδιασμό, μπορεί να είναι αρκετά υψηλό.

Οι τεχνολογίες αεριοποίησης άνθρακα σε χύδην κλίνη, σε ρευστοποιημένη κλίνη και σε ρεύμα είναι οι πιο ανεπτυγμένες και πρακτικά εφαρμοσμένες. Το οξυγόνο χρησιμοποιείται ως οξειδωτικό μέσο, ​​λιγότερο συχνά ο αέρας. Η χρήση βιομηχανικά αναπτυγμένων τεχνολογιών για τον καθαρισμό του αερίου σύνθεσης από ενώσεις θείου απαιτεί ψύξη του αερίου στους 40 °C, η οποία συνοδεύεται από πρόσθετες απώλειες πίεσης και απόδοσης. Το κόστος των συστημάτων ψύξης και καθαρισμού αερίου είναι 15-20% του συνολικού κόστους των ΤΡΡ. Τώρα αναπτύσσονται ενεργά τεχνολογίες καθαρισμού αερίου υψηλής θερμοκρασίας (μέχρι 540-600 °C), οι οποίες θα μειώσουν το κόστος των συστημάτων και θα απλοποιήσουν τη λειτουργία τους, καθώς και τις απώλειες που σχετίζονται με τον καθαρισμό. Ανεξάρτητα από την τεχνολογία αεριοποίησης, το 98-99% της ενέργειας του άνθρακα μετατρέπεται σε εύφλεκτο αέριο.

Το 1987-91. στην ΕΣΣΔ, στο πλαίσιο του κρατικού προγράμματος "Καθαρή ενέργεια", VTI και CKTI, μαζί με ινστιτούτα σχεδιασμού, επεξεργάστηκαν λεπτομερώς πολλά CCGT με αεριοποίηση άνθρακα.

Η μοναδιαία ισχύς των μονάδων (καθαρή) ήταν 250-650 MW. Και οι τρεις τεχνολογίες αεριοποίησης που αναφέρθηκαν παραπάνω εξετάστηκαν σε σχέση με τους πιο συνηθισμένους άνθρακα: Berezovsky Brown, Kuznetsk stone και AS, οι οποίοι διαφέρουν πολύ σε σύνθεση και ιδιότητες. Επιτεύχθηκαν αποδόσεις από 39 έως 45% και πολύ καλές περιβαλλοντικές επιδόσεις. Γενικά, τα έργα αυτά ήταν αρκετά συνεπή με το τότε παγκόσμιο επίπεδο. Στο εξωτερικό, παρόμοια CCGT έχουν ήδη εφαρμοστεί σε δείγματα επίδειξης ισχύος μονάδας 250-300 MW και τα εγχώρια έργα ολοκληρώθηκαν πριν από 10 χρόνια.

Παρόλα αυτά, οι τεχνολογίες αεριοποίησης ενδιαφέρουν τη χώρα μας. Η VTI, ειδικότερα, συνεχίζεται

πειραματικές εργασίες σε μονάδα αεριοποίησης σύμφωνα με τη μέθοδο της «εστίας» (με χύδην στρώμα και αφαίρεση υγρής τέφρας) και μελέτες βελτιστοποίησης σχημάτων CCGT.

Δεδομένης της μέτριας περιεκτικότητας σε θείο των πιο πολλά υποσχόμενων εγχώριων άνθρακα και της προόδου που σημειώθηκε στις οικονομικές και περιβαλλοντικές επιδόσεις των παραδοσιακών μονάδων παραγωγής ενέργειας κονιοποιημένου άνθρακα με τις οποίες θα πρέπει να ανταγωνιστούν αυτά τα CCGT, οι βασικοί λόγοι για την ανάπτυξή τους είναι η δυνατότητα επίτευξης υψηλότερης θερμικής απόδοσης και λιγότερη δυσκολία στην απομάκρυνση του CO2 από τον κύκλο, σε περίπτωση που χρειαστεί (βλ. παρακάτω). Έχοντας υπόψη την πολυπλοκότητα του CCGT με την αεριοποίηση και το υψηλό κόστος ανάπτυξης και ανάπτυξής τους, συνιστάται η απόδοση CCGT στο επίπεδο του 52-55%, ειδικό κόστος 1-1,05 του κόστους ενός μπλοκ άνθρακα, SO2 και οι εκπομπές NOX ως τελικοί στόχοι.< 20 мг/м3 и частиц не более 10 мг/м3. Для достижения их необходимо дальнейшее развитие элементов и систем ПГУ.

Μειώνοντας τη θερμοκρασία του καύσιμου αερίου στην έξοδο του αεριοποιητή στους 900-1000 °C, καθαρίζοντας το από ενώσεις και σωματίδια θείου και κατευθύνοντάς το στον θάλαμο καύσης του αεριοστροβίλου σε υψηλή θερμοκρασία (για παράδειγμα, 500-540 °C όπου οι σωληνώσεις και τα εξαρτήματα μπορούν να κατασκευαστούν από φθηνούς χάλυβες ), χρησιμοποιώντας αέρα και όχι έκρηξη οξυγόνου, μειώνοντας την πίεση και τις απώλειες θερμότητας στη διαδρομή αερίου-αέρα του συστήματος αεριοποίησης και χρησιμοποιώντας κυκλώματα ανταλλαγής θερμότητας κλειστά μέσα σε αυτό, είναι δυνατό να μειωθεί η απώλεια απόδοσης που σχετίζεται με την αεριοποίηση από 16-20 σε 10-12% και μειώνει σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας από τις δικές του ανάγκες.

Έργα που πραγματοποιήθηκαν στο εξωτερικό μαρτυρούν επίσης σημαντική μείωση του μοναδιαίου κόστους των θερμοηλεκτρικών σταθμών με CCGT με αεριοποίηση άνθρακα, με αύξηση της παραγωγικότητας και της μοναδιαίας δυναμικότητας του εξοπλισμού, καθώς και με αύξηση της εξέλιξης της τεχνολογίας.

Μια άλλη δυνατότητα είναι μια μονάδα CCGT με καύση άνθρακα σε ρευστοποιημένη κλίνη υπό πίεση. Ο απαιτούμενος αέρας τροφοδοτείται στο στρώμα από έναν συμπιεστή αεριοστροβίλου με πίεση 1-1,5 MPa, τα προϊόντα καύσης μετά τον καθαρισμό από την τέφρα και τον παρασυρμό διαστέλλονται στον αεριοστρόβιλο και παράγουν χρήσιμο έργο. Η θερμότητα που απελευθερώνεται στο στρώμα και η θερμότητα των αερίων που εξαντλούνται στον στρόβιλο χρησιμοποιούνται στον κύκλο ατμού.

Η διεξαγωγή της διαδικασίας υπό πίεση, διατηρώντας όλα τα χαρακτηριστικά πλεονεκτήματα της καύσης άνθρακα σε ρευστοποιημένη κλίνη, καθιστά δυνατή τη σημαντική αύξηση της μοναδιαίας ισχύος των ατμογεννητριών και τη μείωση των διαστάσεων τους με πληρέστερη καύση άνθρακα και δέσμευσης θείου.

Τα πλεονεκτήματα του CCGT με KSD είναι η πλήρης (με απόδοση > 99%) καύση διαφόρων τύπων άνθρακα, υψηλοί συντελεστές μεταφοράς θερμότητας και μικρές επιφάνειες θέρμανσης, χαμηλές (έως 850 °C) θερμοκρασίες καύσης και, ως αποτέλεσμα, μικρές ( λιγότερο από 200 mg/m3) εκπομπές NOX, απουσία σκωρίας, δυνατότητα προσθήκης ροφητικού (ασβεστόλιθος, δολομίτης) στο στρώμα και δέσμευση 90-95% του θείου που περιέχεται σε άνθρακα σε αυτό.

Υψηλή απόδοση (40-42% σε λειτουργία συμπύκνωσης) επιτυγχάνεται σε CCGT με PCR σε μέτρια ισχύ (περίπου 100 MWel.) και υποκρίσιμες παραμέτρους ατμού.

Λόγω του μικρού μεγέθους του λέβητα και της έλλειψης αποθείωσης, η περιοχή που καταλαμβάνει το CCGT με KSD είναι μικρή. Είναι δυνατή η πλήρης παράδοση του εξοπλισμού τους και η αρθρωτή κατασκευή με μείωση του κόστους και των όρων του.

Για τη Ρωσία, τα CCGT με KSD είναι ελπιδοφόρα, πρώτα απ 'όλα, για τον τεχνικό επανεξοπλισμό ΣΗΘΡ που λειτουργούν με άνθρακα σε περιορισμένες τοποθεσίες, όπου είναι δύσκολο να εντοπιστεί ο απαραίτητος περιβαλλοντικός εξοπλισμός. Η αντικατάσταση παλαιών λεβήτων με HPG με αεριοστρόβιλους θα βελτιώσει επίσης σημαντικά την απόδοση αυτών των CHPP και θα αυξήσει την ηλεκτρική τους ισχύ κατά 20%.

Στο VTI, με βάση τον οικιακό εξοπλισμό, αναπτύχθηκαν διάφορα τυπικά μεγέθη CCGT με KSD.

Υπό ευνοϊκές οικονομικές συνθήκες, τέτοιες μονάδες CCGT θα μπορούσαν να πωληθούν στη χώρα μας σε σύντομο χρονικό διάστημα.

Η τεχνολογία CCGT με KSD είναι απλούστερη και πιο οικεία στους μηχανικούς ηλεκτρικής ενέργειας από τις μονάδες αεριοποίησης, οι οποίες είναι πολύπλοκη χημική παραγωγή. Είναι δυνατοί διάφοροι συνδυασμοί και των δύο τεχνολογιών. Σκοπός τους είναι να απλοποιήσουν τα συστήματα αεριοποίησης και καθαρισμού αερίου και να μειώσουν τις χαρακτηριστικές απώλειές τους, αφενός, και να αυξήσουν τη θερμοκρασία του αερίου μπροστά από τον στρόβιλο και την ισχύ του αεριοστροβίλου σε συστήματα με KSD, αφετέρου.

Η επιφυλακτικότητα του κοινού και των ειδικών και των κυβερνήσεων που αντικατοπτρίζουν τα αισθήματά του στην αξιολόγηση των προοπτικών για ευρεία και μακροπρόθεσμη χρήση άνθρακα συνδέεται με αυξανόμενες εκπομπές CO2 στην ατμόσφαιρα και φόβους ότι αυτές οι εκπομπές μπορούν να προκαλέσουν παγκόσμια κλιματική αλλαγή, η οποία θα έχει καταστροφικές συνέπειες .

Η συζήτηση της εγκυρότητας αυτών των φόβων (δεν συμμερίζονται πολλοί αρμόδιοι ειδικοί) δεν είναι το θέμα του άρθρου.

Ωστόσο, ακόμη κι αν αποδειχθούν σωστές, σε 40-60 χρόνια, όταν απαιτείται, ή ακόμη και νωρίτερα, είναι αρκετά ρεαλιστικό να δημιουργηθούν ανταγωνιστικοί θερμοηλεκτρικοί σταθμοί (ή επιχειρήσεις ενεργειακής τεχνολογίας) που λειτουργούν με άνθρακα με αμελητέες εκπομπές CO2 η ατμόσφαιρα.

Ήδη σήμερα, είναι δυνατή μια σημαντική μείωση των εκπομπών CO2 στην ατμόσφαιρα από τους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς, ιδιαίτερα αυτούς που λειτουργούν με άνθρακα, με τη συνδυασμένη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας και την αύξηση της απόδοσης των θερμοηλεκτρικών σταθμών.

Χρησιμοποιώντας τις διαδικασίες και τον εξοπλισμό που έχουν ήδη κατακτηθεί, είναι δυνατός ο σχεδιασμός ενός CCGT με αεριοποίηση άνθρακα, μετατροπή CO + H2O σε H2O και CO2 και αφαίρεση CO2 από το αέριο σύνθεσης.

Το έργο χρησιμοποίησε GTU U94.3A από τη Siemens με αρχική θερμοκρασία αερίου σύμφωνα με το πρότυπο ISO1190 °C, έναν αεριοποιητή PRENFLO (σε σειρά, σε ξηρή σκόνη από το Pittsburgh No. 8 άνθρακα και έκρηξη οξυγόνου), έναν αντιδραστήρα μετατόπισης και αφαίρεση όξινα αέρια: H2S, COS και CO2 στο σύστημα Rectizol από την Lurgi.

Τα πλεονεκτήματα του συστήματος είναι το μικρό μέγεθος του εξοπλισμού κατά τη διεξαγωγή διεργασιών αφαίρεσης CO2 σε υψηλή πίεση (2 MPa), υψηλή μερική πίεση και συγκέντρωση CO2. Η απομάκρυνση περίπου του 90% του CO2 γίνεται αποδεκτή για οικονομικούς λόγους.

Η μείωση της απόδοσης του αρχικού CCGT κατά την αφαίρεση του CO2 οφείλεται σε απώλειες ενέργειας κατά την εξώθερμη μετατροπή του CO (κατά 2,5-5%), πρόσθετες απώλειες ενέργειας κατά το διαχωρισμό του CO2 (κατά 1%) και λόγω μείωσης του η κατανάλωση προϊόντων καύσης μέσω του αεριοστρόβιλου και του λέβητα χρήσης μετά από διαχωρισμό του CO2 (κατά 1%).

Η συμπερίληψη στο κύκλωμα συσκευών μετατροπής και αφαίρεσης CO2 από τον κύκλο CO2 αυξάνει το μοναδιαίο κόστος του CCGT με GF κατά 20%. Η υγροποίηση του CO2 θα προσθέσει άλλο 20%. Το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας θα αυξηθεί κατά 20 και 50% αντίστοιχα.

Όπως προαναφέρθηκε, εγχώριες και ξένες μελέτες υποδεικνύουν τη δυνατότητα περαιτέρω σημαντικής - έως και 50-53% - αύξησης της απόδοσης του CCGT με την αεριοποίηση άνθρακα και, κατά συνέπεια, τις τροποποιήσεις τους με την απομάκρυνση του CO2.

Η EPRI στις Ηνωμένες Πολιτείες προωθεί τη δημιουργία ενεργειακών συγκροτημάτων με καύση άνθρακα που είναι ανταγωνιστικά με τους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς που λειτουργούν με φυσικό αέριο. Συνιστάται η σταδιακή κατασκευή τους ώστε να μειωθούν οι αρχικές επενδύσεις κεφαλαίου και να αποπληρωθούν ταχύτερα, ενώ ταυτόχρονα πληρούνται οι τρέχουσες περιβαλλοντικές απαιτήσεις.

Πρώτο στάδιο: πολλά υποσχόμενο φιλικό προς το περιβάλλον CCGT με GF.

Δεύτερο στάδιο: υλοποίηση συστήματος απομάκρυνσης και μεταφοράς CO2.

Το τρίτο στάδιο: η οργάνωση της παραγωγής υδρογόνου ή καθαρού καυσίμου μεταφορών.

Υπάρχουν πολύ πιο ριζοσπαστικές προτάσεις. Ο Β θεωρεί, για παράδειγμα, μια θερμοηλεκτρική μονάδα με καύση άνθρακα με «μηδενικές» εκπομπές. Ο τεχνολογικός του κύκλος έχει ως εξής. Το πρώτο βήμα είναι η αεριοποίηση του πολτού νερού-άνθρακα με την προσθήκη υδρογόνου και την παραγωγή CH4 και H2O. Η τέφρα άνθρακα απομακρύνεται από τον αεριοποιητή και το μίγμα αερίου-ατμού καθαρίζεται.

Στο δεύτερο στάδιο, ο άνθρακας που έχει περάσει στην αέρια κατάσταση, με τη μορφή CO2, δεσμεύεται από οξείδιο του ασβεστίου στον αναμορφωτή, όπου παρέχεται επίσης καθαρό νερό. Το υδρογόνο που σχηματίζεται σε αυτό χρησιμοποιείται στη διαδικασία υδροαεριοποίησης και τροφοδοτείται μετά από λεπτό καθαρισμό σε κυψέλη καυσίμου στερεού οξειδίου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Στο τρίτο βήμα, το CaCO3 που σχηματίζεται στον αναμορφωτή πυρώνεται χρησιμοποιώντας τη θερμότητα που απελευθερώνεται στην κυψέλη καυσίμου και το σχηματισμό CaO και συμπυκνωμένου CO2 κατάλληλου για περαιτέρω επεξεργασία.

Το τέταρτο βήμα είναι η μετατροπή της χημικής ενέργειας του υδρογόνου σε ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα, η οποία επιστρέφει στον κύκλο.

Το CO2 αφαιρείται από τον κύκλο και ανοργανοποιείται κατά τις διαδικασίες ενανθράκωσης τέτοιων ορυκτών όπως, για παράδειγμα, το πυριτικό μαγνήσιο, το οποίο είναι πανταχού παρόν στη φύση σε ποσότητες που είναι τάξεις μεγέθους μεγαλύτερες από τα αποθέματα άνθρακα. Τα τελικά προϊόντα της ενανθράκωσης μπορεί να θάβονται σε εξαντλημένα ορυχεία.

Η απόδοση της μετατροπής του άνθρακα σε ηλεκτρική ενέργεια σε ένα τέτοιο σύστημα θα είναι περίπου 70%. Με συνολικό κόστος αφαίρεσης CO2 15-20 $/τόνο, θα αύξανε το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας κατά περίπου 0,01 $/kWh.

Οι εξεταζόμενες τεχνολογίες εξακολουθούν να είναι θέμα του απώτερου μέλλοντος.

Σήμερα, το πιο σημαντικό μέτρο για τη διασφάλιση της βιώσιμης ανάπτυξης είναι η οικονομικά δικαιολογημένη εξοικονόμηση ενέργειας. Στον τομέα της παραγωγής, συνδέεται με αύξηση της απόδοσης της μετατροπής ενέργειας (στην περίπτωσή μας, σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς) και τη χρήση συνεργιστικών τεχνολογιών, π.χ. συνδυασμένη παραγωγή πολλών ειδών προϊόντων σε μία εγκατάσταση, κάτι σαν ενεργειακή τεχνολογία, δημοφιλής στη χώρα μας πριν από 40-50 χρόνια. Φυσικά, τώρα πραγματοποιείται σε διαφορετική τεχνική βάση.

Το πρώτο παράδειγμα τέτοιων μονάδων ήταν το CCGT με αεριοποίηση υπολειμμάτων πετρελαίου, τα οποία χρησιμοποιούνται ήδη με εμπορικούς όρους. Το καύσιμο γι 'αυτούς είναι τα απόβλητα διυλιστηρίων πετρελαίου (για παράδειγμα, οπτάνθρακα ή άσφαλτος) και τα προϊόντα είναι ηλεκτρική ενέργεια, ατμός και θερμότητα επεξεργασίας, εμπορικό θείο και υδρογόνο που χρησιμοποιούνται στα διυλιστήρια.

Η συμπαραγωγή με συνδυασμένη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας, η οποία είναι ευρέως διαδεδομένη στη χώρα μας, είναι ουσιαστικά μια τεχνολογία συνεργίας εξοικονόμησης ενέργειας και αξίζει πολύ μεγαλύτερη προσοχή σε αυτή την δυναμικότητα από αυτή που λαμβάνει σήμερα.

Υπό τις συνθήκες της «αγοράς» που επικρατούν στη χώρα, το κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας σε σταθμούς ΣΗΘ ατμοστροβίλων που είναι εξοπλισμένες με απαρχαιωμένο εξοπλισμό και δεν είναι βέλτιστα φορτωμένες είναι σε πολλές περιπτώσεις υπερβολικά υψηλές και δεν διασφαλίζουν την ανταγωνιστικότητά τους.

Σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να χρησιμοποιηθεί αυτή η διάταξη για την αναθεώρηση της θεμελιωδώς ορθής ιδέας της συνδυασμένης παραγωγής θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας. Φυσικά, το θέμα δεν λύνεται με την ανακατανομή του κόστους μεταξύ ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας, οι αρχές της οποίας συζητιούνται άκαρπα στη χώρα μας εδώ και πολλά χρόνια. Ωστόσο, τα οικονομικά των ΣΗΘ και των συστημάτων παροχής θερμότητας γενικά μπορούν να βελτιωθούν σημαντικά με τη βελτίωση των τεχνολογιών (δυαδικό CCGT με καύση αερίου, CCP με καύση άνθρακα, προμονωμένοι αγωγοί θερμότητας, αυτοματισμοί κ.λπ.), οργανωτικές και διαρθρωτικές αλλαγές και κυβερνητικές ρυθμίσεις μέτρα. Χρειάζονται ιδιαίτερα σε μια χώρα τόσο κρύα όσο η δική μας, με μεγάλη περίοδο θέρμανσης.

Είναι ενδιαφέρον να συγκρίνουμε διαφορετικές τεχνολογίες θερμότητας και ισχύος μεταξύ τους. Η ρωσική εμπειρία, τόσο ψηφιακή (τιμολόγηση) όσο και μεθοδολογική, δεν δίνει βάση για τέτοιες συγκρίσεις και οι προσπάθειες που γίνονται προς αυτή την κατεύθυνση δεν είναι αρκετά πειστικές. Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, πρέπει να προσελκύουμε ξένες πηγές.

Υπολογισμοί από πολλούς οργανισμούς, που πραγματοποιήθηκαν χωρίς συντονισμό των αρχικών δεδομένων, τόσο στη χώρα μας όσο και στο εξωτερικό, δείχνουν ότι χωρίς ριζική αλλαγή στην αναλογία τιμής μεταξύ φυσικού αερίου και άνθρακα, που έχει πλέον αναπτυχθεί στο εξωτερικό (το αέριο ανά μονάδα θερμότητας είναι περίπου διπλάσιο τόσο ακριβά όσο ο άνθρακας), τα σύγχρονα CCGT διατηρούν ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα έναντι των μονάδων παραγωγής ενέργειας από άνθρακα. Για να αλλάξει αυτή η θέση, η αναλογία αυτών των τιμών πρέπει να αυξηθεί σε ~4.

Μια ενδιαφέρουσα πρόβλεψη για την ανάπτυξη των τεχνολογιών έγινε το. Μπορεί να φανεί από αυτό, για παράδειγμα, ότι η χρήση μονάδων ατμού πετρελαίου μαζούτ προβλέπεται μέχρι το 2025 και αερίου - έως το 2035. η χρήση CCGT με αεριοποίηση άνθρακα - από το 2025, και κυψέλες καυσίμου σε αέριο - από το 2035. Τα CCGT που λειτουργούν με φυσικό αέριο θα χρησιμοποιούνται επίσης μετά το 2100, οι εκπομπές CO2 θα ξεκινήσουν μετά το 2025 και σε CCGT με αεριοποίηση άνθρακα μετά το 2055.

Με όλες τις αβεβαιότητες τέτοιων προβλέψεων, εφιστούν την προσοχή στην ουσία των μακροπρόθεσμων ενεργειακών προβλημάτων και στους πιθανούς τρόπους επίλυσής τους.

Με την ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας, που συντελείται στην εποχή μας, οι διεργασίες που συμβαίνουν στους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς εντείνονται και περιπλέκονται όλο και περισσότερο. Η προσέγγιση για τη βελτιστοποίησή τους αλλάζει. Διενεργείται όχι σύμφωνα με τεχνικά, όπως παλιά, αλλά με οικονομικά κριτήρια που αντικατοπτρίζουν τις απαιτήσεις της αγοράς που αλλάζουν και απαιτούν αυξημένη ευελιξία των εγκαταστάσεων θερμικής ενέργειας, την ικανότητά τους να προσαρμοστούν στις μεταβαλλόμενες συνθήκες. Ο σχεδιασμός σταθμών ηλεκτροπαραγωγής για 30 χρόνια σχεδόν αμετάβλητης λειτουργίας είναι πλέον αδύνατος.

Η απελευθέρωση και η εισαγωγή σχέσεων αγοράς στη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας τα τελευταία χρόνια έχουν προκαλέσει σοβαρές αλλαγές στις τεχνολογίες θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας, τη δομή ιδιοκτησίας και τις μεθόδους χρηματοδότησης των κατασκευών ενέργειας. Έχουν αναδυθεί εμπορικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής που λειτουργούν στην ελεύθερη αγορά ηλεκτρικής ενέργειας. Οι προσεγγίσεις για την επιλογή και το σχεδιασμό τέτοιων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής είναι πολύ διαφορετικές από τις παραδοσιακές. Συχνά, οι εμπορικοί θερμοηλεκτρικοί σταθμοί εξοπλισμένοι με ισχυρούς σταθμούς συνδυασμένου κύκλου δεν διαθέτουν συμβόλαια που εγγυώνται αδιάλειπτη παροχή αερίου καυσίμου όλο το χρόνο και πρέπει να συνάπτουν συμβάσεις μη εγγυήσεων με πολλούς προμηθευτές αερίου ή να υποστηρίζονται από ακριβότερα υγρά καύσιμα με αύξηση του μοναδιαίου κόστους του TPP κατά 4-5%.

Δεδομένου ότι το 65% του κόστους του κύκλου ζωής των θερμοηλεκτρικών σταθμών βάσης και ημι-αιχμής είναι κόστος καυσίμων, η βελτίωση της απόδοσής τους αποτελεί σημαντική πρόκληση. Η σημασία του σήμερα έχει μάλιστα αυξηθεί, λαμβάνοντας υπόψη την ανάγκη μείωσης των ειδικών εκπομπών στην ατμόσφαιρα.

Στις συνθήκες της αγοράς, οι απαιτήσεις για την αξιοπιστία και την ετοιμότητα των θερμοηλεκτρικών σταθμών έχουν αυξηθεί, οι οποίες τώρα αξιολογούνται από εμπορική σκοπιά: η ετοιμότητα είναι απαραίτητη όταν η λειτουργία ενός θερμοηλεκτρικού σταθμού είναι σε ζήτηση και η τιμή της μη διαθεσιμότητας σε διαφορετικά οι χρόνοι είναι σημαντικά διαφορετικοί.

Η συμμόρφωση με τις περιβαλλοντικές απαιτήσεις και η υποστήριξη των τοπικών αρχών και του κοινού είναι απαραίτητη.

Κατά κανόνα, είναι σκόπιμο να αυξηθεί η ισχύς σε περιόδους αιχμής φορτίου, ακόμη και αν αυτό έχει το κόστος κάποιας υποβάθμισης της απόδοσης.

Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται στα μέτρα για τη διασφάλιση της αξιοπιστίας και της ετοιμότητας των θερμοηλεκτρικών σταθμών. Για να γίνει αυτό, στο στάδιο του σχεδιασμού, υπολογίζεται το MTBF και ο μέσος χρόνος ανάκτησης και αξιολογείται η εμπορική αποτελεσματικότητα των πιθανών τρόπων βελτίωσης της διαθεσιμότητας. Δίνεται μεγάλη προσοχή

τη βελτίωση και τον έλεγχο της ποιότητας των προμηθευτών εξοπλισμού και εξαρτημάτων, καθώς και στον σχεδιασμό και την κατασκευή θερμοηλεκτρικών σταθμών, καθώς και στις τεχνικές και οργανωτικές πτυχές της συντήρησης και των επισκευών.

Σε πολλές περιπτώσεις, η αναγκαστική διακοπή λειτουργίας των μονάδων ισχύος είναι αποτέλεσμα δυσλειτουργιών του βοηθητικού εξοπλισμού των εγκαταστάσεων. Με αυτό το σκεπτικό, η ιδέα της συντήρησης ολόκληρης της μονάδας ΣΗΘ κερδίζει έδαφος.

Μια άλλη σημαντική εξέλιξη ήταν ο πολλαπλασιασμός των επώνυμων υπηρεσιών. Οι συμβάσεις για αυτό προβλέπουν εγγυήσεις του αναδόχου για την εκτέλεση τρεχουσών, μεσαίων και μεγάλων επισκευών εντός του καθορισμένου χρόνου. οι εργασίες εκτελούνται και επιβλέπονται από εξειδικευμένο προσωπικό, εάν είναι απαραίτητο στο εργοστάσιο· μετριάζεται το πρόβλημα των ανταλλακτικών κ.λπ. Όλα αυτά αυξάνουν σημαντικά την ετοιμότητα των ΥΗΣ και μειώνουν τους κινδύνους των ιδιοκτητών τους.

Πριν από περίπου δεκαπέντε ή είκοσι χρόνια, η βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας στη χώρα μας βρισκόταν στο πιο σύγχρονο, ίσως, επίπεδο, εκτός από τους αεριοστρόβιλους και τα συστήματα αυτοματισμού. Αναπτύχθηκαν ενεργά νέες τεχνολογίες και εξοπλισμός, όχι κατώτερα σε τεχνικό επίπεδο από τα ξένα. Τα βιομηχανικά έργα βασίστηκαν στην έρευνα ισχυρών βιομηχανικών και ακαδημαϊκών ιδρυμάτων και πανεπιστημίων.

Τα τελευταία 10-12 χρόνια, το δυναμικό της βιομηχανίας ηλεκτρικής ενέργειας και της ηλεκτρομηχανικής έχει σε μεγάλο βαθμό χαθεί. Η ανάπτυξη και η κατασκευή νέων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής και προηγμένου εξοπλισμού έχουν ουσιαστικά σταματήσει. Σπάνιες εξαιρέσεις είναι η ανάπτυξη των αεριοστροβίλων GTE-110 και GTE-180 και των αυτοματοποιημένων συστημάτων ελέγχου διεργασιών KVINT και Kosmotronik, τα οποία έχουν γίνει ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός, αλλά δεν έχουν εξαλείψει το υπάρχον ανεκτέλεστο.

Σήμερα, λαμβάνοντας υπόψη τη φυσική φθορά και την απαξίωση του εξοπλισμού, η ρωσική ενεργειακή βιομηχανία έχει απόλυτη ανάγκη ανανέωσης. Δυστυχώς, επί του παρόντος δεν υπάρχουν οικονομικές προϋποθέσεις για ενεργές επενδύσεις στην ενέργεια. Εάν προκύψουν τέτοιες συνθήκες τα επόμενα χρόνια, οι εγχώριοι επιστημονικοί και τεχνικοί οργανισμοί θα μπορούν -με σπάνιες εξαιρέσεις- να αναπτύξουν και να παράγουν προηγμένο εξοπλισμό απαραίτητο για τον ενεργειακό τομέα.

Φυσικά, η ανάπτυξη της παραγωγής του θα συνδεθεί με μεγάλο κόστος για τους κατασκευαστές, και τη χρήση -πριν τη συσσώρευση εμπειρίας- με γνωστό κίνδυνο για τους ιδιοκτήτες σταθμών παραγωγής ενέργειας.

Πρέπει να αναζητήσουμε μια πηγή για να αντισταθμίσουμε αυτά τα κόστη και τους κινδύνους, καθώς είναι σαφές ότι η δική μας παραγωγή μοναδικού εξοπλισμού ηλεκτρικής ενέργειας είναι σύμφωνη με τα εθνικά συμφέροντα της χώρας.

Η βιομηχανία ηλεκτρολογικών μηχανικών μπορεί να κάνει πολλά για τον εαυτό της αναπτύσσοντας τις εξαγωγές των προϊόντων της, δημιουργώντας έτσι συσσώρευση για την τεχνική της βελτίωση και τη βελτίωση της ποιότητας. Το τελευταίο είναι η πιο σημαντική προϋπόθεση για μακροπρόθεσμη σταθερότητα και ευημερία.

Παρόμοια Έγγραφα

    Η αρχή της λειτουργίας των σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας θερμικού ατμοστρόβιλου, συμπύκνωσης και αεριοστροβίλου. Ταξινόμηση λεβήτων ατμού: παράμετροι και σήμανση. Κύρια χαρακτηριστικά αεριωθούμενων και πολυβάθμιων στροβίλων. Οικολογικά προβλήματα των θερμοηλεκτρικών σταθμών.

    θητεία, προστέθηκε 24/06/2009

    Εφαρμογές και δείκτες αξιοπιστίας αεριοστροβίλων μικρής και μεσαίας ισχύος. Η αρχή λειτουργίας των μονάδων αεριοστροβίλου, ο σχεδιασμός και η περιγραφή τους με τον θερμοδυναμικό κύκλο Brayton/Joule. Τύποι και κύρια πλεονεκτήματα των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής αεριοστροβίλων.

    περίληψη, προστέθηκε 14/08/2012

    Χαρακτηριστικά σταθμών ηλεκτροπαραγωγής διαφόρων τύπων. Η συσκευή συμπύκνωσης θερμικής, συμπαραγωγής, πυρηνικών, πετρελαιοηλεκτρικών σταθμών, υδροηλεκτρικών, αιολικών, εγκαταστάσεων αεριοστροβίλων. Ρύθμιση τάσης και αντιστάθμιση εφεδρείας ισχύος.

    θητεία, προστέθηκε 10/10/2013

    Η σημασία της βιομηχανίας ηλεκτρικής ενέργειας στην οικονομία της Ρωσικής Ομοσπονδίας, το θέμα και οι κατευθύνσεις ανάπτυξής της, τα κύρια προβλήματα και οι προοπτικές. Γενικά χαρακτηριστικά των μεγαλύτερων θερμικών και πυρηνικών, υδραυλικών σταθμών παραγωγής ενέργειας, του ενιαίου ενεργειακού συστήματος των χωρών της ΚΑΚ.

    εργασίες ελέγχου, προστέθηκε 01/03/2011

    Σύνθεση, ταξινόμηση κάρβουνων. Προϊόντα τέφρας και σκωρίας και η σύνθεσή τους. Περιεχόμενο στοιχείων στο ZSHM του Kuznetsk power coal. Δομή και δομή άνθρακα. Δομική μονάδα μακρομορίου. Αναγκαιότητα, μέθοδοι βαθιάς αφαλάτωσης θερμικών ανθράκων.

    περίληψη, προστέθηκε 02/05/2011

    Οι απαρχές της ανάπτυξης της μηχανικής θερμικής ενέργειας. Μετατροπή της εσωτερικής ενέργειας του καυσίμου σε μηχανική ενέργεια. Η εμφάνιση και η ανάπτυξη της βιομηχανικής παραγωγής στις αρχές του XVII αιώνα. Ατμομηχανή και πώς λειτουργεί. Η λειτουργία μιας ατμομηχανής διπλής ενέργειας.

    περίληψη, προστέθηκε 21/06/2012

    Χαρακτηριστικά της μονάδας ατμοστροβίλου ως ο κύριος εξοπλισμός των σύγχρονων σταθμών θερμικής και πυρηνικής ενέργειας. Ο θερμοδυναμικός του κύκλος, οι διεργασίες που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της εργασίας. Τρόποι αύξησης της αποτελεσματικότητας του κύκλου της επαγγελματικής σχολής. Προοπτικές για την κατασκευή ατμοστροβίλων στη Ρωσία.

    περίληψη, προστέθηκε 29/01/2012

    Περιγραφή των διαδικασιών απόκτησης ηλεκτρικής ενέργειας σε σταθμούς θερμικής συμπύκνωσης, εγκαταστάσεις αεριοστροβίλων και σταθμούς συνδυασμένης παραγωγής θερμότητας και παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Μελέτη της διάταξης υδραυλικών και αποθηκευτικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Γεωθερμική και αιολική ενέργεια.

    περίληψη, προστέθηκε 25/10/2013

    Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Οι κύριοι τύποι σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Οι επιπτώσεις των σταθμών θερμικής και πυρηνικής ενέργειας στο περιβάλλον. Κατασκευή σύγχρονων υδροηλεκτρικών σταθμών. Πλεονεκτήματα παλιρροϊκών σταθμών. Ποσοστό τύπων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής.

    παρουσίαση, προστέθηκε 23/03/2015

    Αριθμητική μελέτη ενεργειακά αποδοτικής λειτουργίας μονάδας συμπυκνωτή mini-CHP υπό διάφορες συνθήκες ανταλλαγής θερμότητας με το περιβάλλον. Εξέταση της γενικής εξάρτησης της λειτουργίας των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής από τη χρήση διαφόρων οργανικών ουσιών εργασίας.

Για να αξιολογηθούν οι προοπτικές των θερμοηλεκτρικών σταθμών, πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους σε σύγκριση με άλλες πηγές ηλεκτρικής ενέργειας.

Τα οφέλη περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

  • 1. Σε αντίθεση με τους υδροηλεκτρικούς σταθμούς, οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί μπορούν να τοποθετηθούν σχετικά ελεύθερα, λαμβάνοντας υπόψη το καύσιμο που χρησιμοποιείται. Οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί με αέριο μπορούν να κατασκευαστούν οπουδήποτε, καθώς η μεταφορά φυσικού αερίου και μαζούτ είναι σχετικά φθηνή (σε σύγκριση με τον άνθρακα). Είναι επιθυμητό να τοποθετούνται θερμοηλεκτρικοί σταθμοί κονιοποιημένου άνθρακα κοντά σε πηγές εξόρυξης άνθρακα. Μέχρι σήμερα, η βιομηχανία θερμικής ενέργειας «άνθρακα» έχει αναπτυχθεί και έχει έντονο περιφερειακό χαρακτήρα.
  • 2. Το μοναδιαίο κόστος της εγκατεστημένης ισχύος (το κόστος του 1 kW εγκατεστημένης ισχύος) και η περίοδος κατασκευής των ΥΗΣ είναι πολύ μικρότερα από αυτά των ΠΣΗ και ΥΗΣ.
  • 3. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στους TPP, σε αντίθεση με τους υδροηλεκτρικούς σταθμούς, δεν εξαρτάται από την εποχή και καθορίζεται μόνο από την παράδοση καυσίμου.
  • 4. Οι περιοχές αποξένωσης οικονομικών εκτάσεων για θερμοηλεκτρικούς σταθμούς είναι σημαντικά μικρότερες από ό,τι για πυρηνικούς σταθμούς και, φυσικά, δεν μπορούν να συγκριθούν με υδροηλεκτρικούς σταθμούς, των οποίων ο αντίκτυπος στο περιβάλλον μπορεί να μην είναι περιφερειακός. Παραδείγματα είναι οι καταρράκτες των υδροηλεκτρικών σταθμών στον ποταμό. Βόλγας και Δνείπερος.
  • 5. Σχεδόν οποιοδήποτε καύσιμο μπορεί να καεί σε TPP, συμπεριλαμβανομένων των κάρβουνων χαμηλότερης ποιότητας με στάχτη, νερό και βράχο.
  • 6. Σε αντίθεση με τους πυρηνικούς σταθμούς, δεν υπάρχουν προβλήματα με τη διάθεση των θερμοηλεκτρικών σταθμών στο τέλος της ζωής τους. Κατά κανόνα, η υποδομή ενός θερμοηλεκτρικού σταθμού «επιβιώνει» σημαντικά από τον κύριο εξοπλισμό (λέβητες και τουρμπίνες) που είναι εγκατεστημένος σε αυτό, και κτίρια, αίθουσα στροβίλου, συστήματα παροχής νερού και καυσίμου κ.λπ., που αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος του τα ταμεία, εξυπηρετούν για μεγάλο χρονικό διάστημα. Οι περισσότεροι από τους σταθμούς που κατασκευάστηκαν για 80 χρόνια σύμφωνα με το σχέδιο GOELRO εξακολουθούν να λειτουργούν και θα συνεχίσουν να λειτουργούν μετά την εγκατάσταση νέων, πιο προηγμένων στροβίλων και λεβήτων.

Μαζί με αυτά τα πλεονεκτήματα, το TPP έχει μια σειρά από μειονεκτήματα.

  • 1. Οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί είναι οι πιο «βρώμικες» περιβαλλοντικά πηγές ηλεκτρικής ενέργειας, ειδικά εκείνες που λειτουργούν με καύσιμο υψηλής περιεκτικότητας σε όξινη τέφρα. Είναι αλήθεια, να πούμε ότι πυρηνικοί σταθμοί που δεν έχουν σταθερές εκπομπές στην ατμόσφαιρα, αλλά δημιουργούν μια συνεχή απειλή ραδιενεργού μόλυνσης και έχουν προβλήματα με την αποθήκευση και την επεξεργασία αναλωμένου πυρηνικού καυσίμου, καθώς και τη διάθεση του ίδιου του πυρηνικού σταθμού μετά το τέλος της ζωής του, ή οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί, που πλημμυρίζουν τεράστιες εκτάσεις οικονομικής γης και μεταβαλλόμενο περιφερειακό κλίμα, είναι οικολογικά πιο «καθαροί» είναι δυνατό μόνο με σημαντικό βαθμό συμβατικότητας.
  • 2. Οι παραδοσιακοί θερμοηλεκτρικοί σταθμοί έχουν σχετικά χαμηλή απόδοση (καλύτερη από τους πυρηνικούς σταθμούς, αλλά πολύ χειρότερη από τον CCGT).
  • 3. Σε αντίθεση με τους ΥΗΣ, οι TPP μετά βίας συμμετέχουν στην κάλυψη του μεταβλητού μέρους του ημερήσιου προγράμματος ηλεκτρικού φορτίου.
  • 4. Οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί εξαρτώνται σημαντικά από την προμήθεια καυσίμων, συχνά εισαγόμενων.

Παρά όλες αυτές τις ελλείψεις, οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί είναι οι κύριοι παραγωγοί ηλεκτρικής ενέργειας στις περισσότερες χώρες του κόσμου και θα παραμείνουν έτσι για τουλάχιστον τα επόμενα 50 χρόνια.

Οι προοπτικές για την κατασκευή ισχυρών θερμοηλεκτρικών σταθμών συμπύκνωσης συνδέονται στενά με τον τύπο των ορυκτών καυσίμων που χρησιμοποιούνται. Παρά τα μεγάλα πλεονεκτήματα του υγρού καυσίμου (πετρέλαιο, μαζούτ) ως φορέα ενέργειας (υψηλή περιεκτικότητα σε θερμίδες, ευκολία μεταφοράς), η χρήση του σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς θα μειώνεται ολοένα και περισσότερο, όχι μόνο λόγω των περιορισμένων αποθεμάτων, αλλά και λόγω των μεγάλων του αξία ως πρώτη ύλη για την πετροχημική βιομηχανία. Για τη Ρωσία, η εξαγωγική αξία υγρού καυσίμου (πετρελαίου) είναι επίσης σημαντική. Ως εκ τούτου, το υγρό καύσιμο (μαζούτ) σε TPP θα χρησιμοποιείται είτε ως εφεδρικό καύσιμο σε σταθμούς φυσικού αερίου πετρελαίου είτε ως βοηθητικό καύσιμο σε σταθμούς κονιοποιημένου άνθρακα, που εξασφαλίζει σταθερή καύση σκόνης άνθρακα στο λέβητα υπό ορισμένες λειτουργίες.

Η χρήση φυσικού αερίου σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς ατμοστροβίλων συμπύκνωσης είναι παράλογη: για αυτό, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μονάδες συνδυασμένου κύκλου τύπου χρήσης που βασίζονται σε αεριοστρόβιλους υψηλής θερμοκρασίας.

Έτσι, η μακρινή προοπτική χρήσης κλασικών θερμοηλεκτρικών σταθμών ατμοστροβίλου τόσο στη Ρωσία όσο και στο εξωτερικό συνδέεται κυρίως με τη χρήση άνθρακα, ιδιαίτερα χαμηλής ποιότητας άνθρακα. Αυτό φυσικά δεν σημαίνει παύση λειτουργίας των θερμοηλεκτρικών σταθμών φυσικού αερίου-πετρελαίου, που θα αντικατασταθούν σταδιακά από PTU.

B.P. Varnavsky, Μέλος της Συντακτικής Επιτροπής του NT, Διευθυντής Παραγωγής Ενέργειας και Κεφαλαιουχικής Κατασκευής, OJSC EuroSibEnergo, Μόσχα

Για τη σημασία των θερμοηλεκτρικών σταθμών στη Σοβιετική Ένωση

Οι σταθμοί συνδυασμένης θερμότητας και ηλεκτροπαραγωγής (CHP) έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στην ανάπτυξη του ενεργειακού συστήματος της Σοβιετικής Ένωσης. Όλοι γνώριζαν καλά ότι η εντατική ανάπτυξη της βιομηχανίας χρειαζόταν τεράστια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας και, κυρίως, βιομηχανική θερμική ενέργεια. Με βάση αυτό, οι ΣΗΘ ήταν που έλαβαν θεμελιώδη ανάπτυξη ως βασική μορφή ενεργειακού εφοδιασμού για μεγάλες βιομηχανικές επιχειρήσεις και πόλεις στις οποίες (ή κοντά) βρίσκονταν αυτές οι βιομηχανικές εγκαταστάσεις.

Για παράδειγμα, το Omsk Oil Refinery, το οποίο περιλαμβάνεται στην κατάταξη των 100 κορυφαίων διυλιστηρίων στον κόσμο, είναι η μόνη επιχείρηση σε αυτόν τον κατάλογο που δεν διαθέτει δικό της σταθμό μπλοκ, αλλά λαμβάνει θερμότητα και ηλεκτρισμό από εξωτερικούς θερμοηλεκτρικούς σταθμούς.

Στις ξένες χώρες, ακολούθησαν μια διαφορετική αρχή για την ανάπτυξη ενός συστήματος παροχής ενέργειας - κάθε μεγάλη βιομηχανική επιχείρηση (με μεγάλους όγκους κατανάλωσης θερμικής ενέργειας, με υψηλή απόδοση δευτερογενών πόρων και την ανάγκη διάθεσής τους) πρέπει να έχει δικό του μπλοκ σταθμό, που θα εξασφαλίζει τις ανάγκες του σε ηλεκτρισμό και θερμότητα - ενέργεια. Σε αυτήν την περίπτωση, καθίσταται δυνατή η βελτιστοποίηση του συστήματος τροφοδοσίας οποιασδήποτε τέτοιας επιχείρησης, αποφεύγοντας τους μεσάζοντες.

Μιλώντας για εγχώριες ΣΗΘ, ο αριθμός των οποίων αυξήθηκε γρήγορα μέχρι το 1990, πρέπει να σημειωθεί ότι στα σοβιετικά χρόνια σχηματίστηκε ένας τύπος θερμοηλεκτρικού σταθμού, ο οποίος είναι (ανάλογα με τον τύπο του φορτίου) ένα ισορροπημένο σύνολο στροβίλων του PT , τύπους T και R. Εμφανίστηκε ένα έργο που έλαβε το όνομα «Τυπικό έργο CHP-300», το οποίο αργότερα αναβαθμίστηκε σε «Τυπικό έργο CHP-350», το οποίο απλοποίησε σημαντικά τον σχεδιασμό των θερμοηλεκτρικών σταθμών. Είναι γνωστό ότι, έχοντας τυπικές λύσεις, είναι πολύ πιο εύκολο να αναπτυχθεί ένα έργο και δεν απαιτεί τη συμμετοχή ειδικών υψηλής ειδίκευσης σε αυτό το στάδιο. Η παρουσία ενός τέτοιου τυπικού έργου συνέβαλε στην εμφάνιση ενοποιημένων κτιριακών κατασκευών, μεμονωμένων στοιχείων, συγκροτημάτων, λύσεων κυκλώματος (συμπεριλαμβανομένου ενός θερμικού κυκλώματος, με εξαίρεση τον τύπο καυσίμου) κ.λπ. Και σήμερα εργαζόμαστε σε αυτόν τον ενοποιημένο εξοπλισμό σχεδόν σε όλη τη χώρα.

Λειτουργία CHP στη μετασοβιετική περίοδο

Σήμερα, μπορεί κανείς να υποστηρίξει την ορθότητα της επιλεγμένης κατεύθυνσης για την ανάπτυξη του ενεργειακού συστήματος

Στη Σοβιετική Ένωση, αλλά, φυσικά, η επιλογή που έγινε πριν από πολλά χρόνια είχε σοβαρό αντίκτυπο στις οικονομικές επιδόσεις των θερμοηλεκτρικών σταθμών στη μετασοβιετική περίοδο, όταν το βιομηχανικό φορτίο πολλών από αυτούς, για διάφορους λόγους, μειώθηκε σημαντικά , και σε ορισμένες περιπτώσεις έπεσε στο μηδέν. Δεδομένου ότι πλέον όλες οι βιομηχανικές επιχειρήσεις λειτουργούν υπό συνθήκες αγοράς, οι διακυμάνσεις του σχεδίου παραγωγής τους είναι αρκετά μεγάλες, ενώ το ημερήσιο θερμικό φορτίο μιας επιχείρησης μπορεί να αλλάξει δύο ή περισσότερες φορές (για παράδειγμα, πέσει από 800 σε 400 t/h). Όπως έχει δείξει η πρακτική της λειτουργίας ΣΗΘ στη μετασοβιετική περίοδο, τα κύρια προβλήματα των ΣΗΘΗΤ ήταν η υποφόρτιση και η δυσκαμψία τους στην ανταπόκριση στις μεταβολές των θερμικών φορτίων. Έτσι, τα CHPP και τα συστήματα τροφοδοσίας από αυτά, που δημιουργήθηκαν στη σοβιετική εποχή, δεν ήταν έτοιμα να λειτουργήσουν υπό συνθήκες αγοράς.

Ως αποτέλεσμα, προέκυψαν προβλήματα με θερμικά φορτία για τις ανάγκες παροχής θερμότητας σε άλλες (μη βιομηχανικές) αστικές εγκαταστάσεις, τα οποία επίσης μειώθηκαν λόγω της αποσύνδεσης των μεμονωμένων καταναλωτών από το ΣΗΘ. Αρκεί να θυμηθούμε την έκρηξη που σημειώθηκε το 1990-2000, όταν ξεκίνησε η αποκέντρωση των συστημάτων παροχής θερμότητας σε διάφορες περιοχές της χώρας λόγω της μερικές φορές αλόγιστης και μη υποστηριζόμενης από μελέτη σκοπιμότητας, της κατασκευής συνδεδεμένων και οροφής λεβήτων, καθώς και εξοπλισμός πολυώροφων κτιρίων κατοικιών με λέβητες διαμερισμάτων. Επιπλέον, θεωρήθηκε ότι όλες αυτές οι νέες τεχνικές λύσεις είναι πολύ πιο οικονομικές και κερδοφόρες σε σύγκριση με τα συστήματα τηλεθέρμανσης (DH) από μεγάλα λεβητοστάσια και ΣΗΘ, αλλά η λειτουργία τους (με εξαίρεση μεμονωμένες περιπτώσεις) έδειξε το αντίθετο. Και σήμερα, όπως και πριν, οι μονάδες ΣΗΘ θεωρούνται το κύριο στοιχείο των συστημάτων DH.

Λαμβάνοντας υπόψη το σύστημα DH από την CHP, δεν πρέπει να ξεχνάμε τις λογικές ακτίνες παροχής θερμότητας. Πιθανώς, οι ακτίνες του δικτύου θέρμανσης 20-30 km σήμερα δεν μπορούν να θεωρηθούν αποδεκτές τιμές, όχι μόνο από την άποψη της απόδοσης, αλλά και από την άποψη της αξιοπιστίας του συστήματος. Δεν πρέπει να ξεχνάμε την αξιοπιστία του συστήματος στο σύνολό του, ακόμη και αν υπάρχει ένας μεγάλος θερμοηλεκτρικός σταθμός στην πόλη, στον οποίο «κρέμονται» 500 χιλιάδες κάτοικοι, που είναι η μόνη πηγή για μια συγκεκριμένη περιοχή. Ταυτόχρονα, η αύξηση της αξιοπιστίας λόγω πλεονασμού σε ΣΗΘ είναι πολύ ακριβή. Πρώτα από όλα, τουλάχιστον, πρέπει να προστατεύεται από κάθε είδους έκτακτη ανάγκη για να μπορεί να καλύψει τις δικές του ανάγκες και να παρέχει στους καταναλωτές θερμικό φορτίο. Όσον αφορά το ηλεκτρικό φορτίο, είναι πιθανό (φυσικά, ανεπιθύμητο) να το «χάσει», γιατί. Ο πλεονασμός του μπορεί να παρέχεται από το κοινό σύστημα ισχύος. Πώς όμως να «μην χάσετε» το θερμικό φορτίο του σταθμού και του κύριου συστήματος θέρμανσης; Είναι απαραίτητη η κράτηση των κύριων δικτύων θέρμανσης από το ΣΗΘ (π.χ. διαμέτρου DN 1200 mm) με τις αντίστοιχες κολοσσιαίες οικονομικές επενδύσεις; Αυτά τα ερωτήματα δεν έχουν ακόμη επιλυθεί.

Υπάρχει μια άλλη πολύ σημαντική λεπτομέρεια που πρέπει να δοθεί προσοχή - η λειτουργία του συστήματος παροχής θερμότητας στη σοβιετική εποχή. Έτσι, η Σοβιετική Ένωση δαπάνησε το 50% των εξορυκθέντων πόρων φυσικών καυσίμων για την παροχή θερμικής ενέργειας στους καταναλωτές. για ηλεκτρική ενέργεια - 25%. Ωστόσο, η κανονιστική και τεχνική τυποποιημένη διάταξη παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ήταν δύο τάξεις μεγέθους υψηλότερη από εκείνη της παραγωγής θερμικής ενέργειας. Στον τομέα της παροχής θερμότητας, υπήρχαν πολύ λίγοι κανονισμοί που επέτρεπαν τη δημιουργία αξιόπιστων πηγών ενέργειας και δικτύων θερμότητας, σε αντίθεση με τη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας. Εάν ακολουθήσουμε το κριτήριο αξιοπιστίας «n-1» (ποσοτικός πλεονασμός) που υιοθετείται στη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας, τότε είναι δύσκολο να το μετατοπίσουμε στη βιομηχανία θερμικής ενέργειας, καθώς αυξάνει απότομα το κόστος κεφαλαίου. Δεν υπάρχουν πραγματικοί επαναστατικοί τρόποι για τη βελτίωση της αξιοπιστίας των συστημάτων DH με μεγάλες πηγές ενέργειας.

Κατά τη γνώμη μας, η αύξηση της αξιοπιστίας οποιουδήποτε συστήματος DH που βασίζεται σε ΣΗΘ δεν συνίσταται στην εφαρμογή μέτρων που βασίζονται στο κριτήριο "n-1", αλλά στην αύξηση του επιπέδου αξιοπιστίας των επιμέρους στοιχείων του συστήματος (βοηθητικός εξοπλισμός σε επίπεδο εγκατάστασης και εξοπλισμός δικτύου θέρμανσης) στις απαιτήσεις για τον κύριο εξοπλισμό της εγκατάστασης και την αντίστοιχη στάση απέναντί ​​του (δηλαδή στην περίπτωση αυτή θα θεωρηθεί ότι η αστοχία των στοιχείων του συστήματος είναι συγκρίσιμη με την αστοχία του κύριου εξοπλισμού). Για παράδειγμα, ο ποσοτικός πλεονασμός των κύριων δικτύων θερμότητας, όταν ο υπάρχων κύριος κλάδος δικτύων θερμότητας χαμηλής ποιότητας συμπληρώνεται με έναν τρίτο αγωγό παρόμοιας ποιότητας, είναι απίθανο να οδηγήσει σε πραγματική αύξηση της αξιοπιστίας του συστήματος με τη σημαντική αύξηση του κόστος. Αλλά εάν υπάρχει μια υψηλής ποιότητας πλεονασμός των ίδιων αγωγών δικτύων θέρμανσης, η οποία θα σας επιτρέψει να τα ξεχάσετε πρακτικά για έναν δηλωμένο πόρο 25 ετών ή περισσότερο, τότε αυτός είναι ένας εντελώς διαφορετικός τρόπος για να αυξήσετε την αξιοπιστία, η οποία το τέλος αποδεικνύεται φθηνότερο από την ποσοτική απόλυση.

Η κατάσταση είναι παρόμοια με τον εξοπλισμό άντλησης. Ίσως αυτή είναι μια επαναστατική ιδέα, αλλά εάν μια αντλία δικτύου με υψηλή διάρκεια ζωής (για παράδειγμα, 15 χρόνια) θα λειτουργήσει στο σύστημα, η οποία επιτυγχάνεται με τη χρήση άλλων υλικών, τεχνικών λύσεων (αυτό είναι καθήκον του κατασκευαστή ), η οποία έχει την ίδια αξιοπιστία με την ίδια την πηγή παροχής θερμότητας, τότε ο αριθμός τους στο CHPP μπορεί να μειωθεί σε ένα τεμάχιο. Εάν επικρατήσει μια τέτοια προσέγγιση στο επίπεδο των απαιτήσεων για βοηθητικό και άλλο εξοπλισμό όσον αφορά την αξιοπιστία, τότε οι κατασκευαστές θα κατασκευάσουν τον κατάλληλο εξοπλισμό σύμφωνα με αυτές τις απαιτήσεις. Ταυτόχρονα, ο αριθμός των διαφόρων εξαρτημάτων μειώνεται, τα σχήματα απλοποιούνται, γεγονός που θα τα κάνει πιο αξιόπιστα και κατανοητά, παρά την αύξηση του κόστους κεφαλαίου. Αυτά τα κυκλώματα είναι πιο εύκολο να αυτοματοποιηθούν, είναι πιο εύκολο να κατασκευαστεί ένα αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου διεργασιών σε αυτά, επειδή. οι αλγόριθμοι είναι απλούστεροι. Εάν αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιηθεί στην ανάπτυξη της τεχνολογικής προόδου, τότε τέτοια κεντρικά συστήματα θα έχουν το δικαίωμα να συνεχίσουν τη ζωή τους.

Το επόμενο σοβαρό ερώτημα είναι τι να κάνουμε με τους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς που έχουν εξαντλήσει τους πόρους τους; Σήμερα υπάρχουν έργα που αντικαθιστούν τα περισσότερα από αυτά. Όσο για το ηλεκτρικό φορτίο, εδώ δεν υπάρχουν ερωτήσεις. Αλλά τι να κάνετε με το θερμικό φορτίο δεν είναι σαφές. Κατά μέσο όρο, η τυπική διάρκεια ζωής του κύριου εξοπλισμού της μονάδας είναι 250.000 ώρες και στη Ρωσία, το μεγαλύτερο μέρος του εξοπλισμού CHPP έχει φτάσει εδώ και πολύ καιρό σε αυτήν την καθιερωμένη τυπική διάρκεια ζωής. Για παράδειγμα, το δεύτερο στάδιο του Avtozavodskaya CHPP (Nizhny Novgorod) έχει δουλέψει 400 χιλιάδες ώρες και 500 χιλιάδες κάτοικοι του Nizhny Novgorod «κάθονται» σε αυτό. Τελικά αποφασίστηκε η αντικατάσταση του εξοπλισμού του δεύτερου σταδίου αυτού του σταθμού. Ερώτηση: πώς να πραγματοποιηθεί η αντικατάσταση δυναμικότητας σε υφιστάμενους ΣΗΘ; Προφανώς, αυτό θα πρέπει να είναι το ίδιο site ή κοντά σε αυτό. Φυσικά, η καλύτερη επιλογή είναι η πλήρης κατάργηση του παλιού σταθμού και η κατασκευή ενός νέου σύγχρονου, αλλά αυτό δεν βγαίνει. Για παράδειγμα, εξετάσαμε πολλές επιλογές για το Ιρκούτσκ: πώς να αντικαταστήσουμε τα παλιά CHPP. Είναι σαφές ότι είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί η κατάλληλη χωρητικότητα και στη συνέχεια να αφαιρεθούν οι φθαρμένες χωρητικότητες, όλα είναι λογικά, αλλά πού να βρείτε τον ελεύθερο χώρο. Κατά κανόνα, σχεδόν όλοι οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί είναι βιομηχανικοί και θερμαντικοί, συμπιέζονται από όλες τις πλευρές από κάθε είδους συνδυαστές και εργοστάσια, δηλ. Οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί βρίσκονται σε συνθήκες απόλυτου περιορισμού. Η κατασκευή ΣΗΘ σε νέο χώρο με μεταφορά δικτύων θερμότητας είναι πολύ ακριβή απόλαυση. Έτσι, ο επείγων χαρακτήρας του θέματος της αντικατάστασης των απαρχαιωμένων ΣΗΘ αυξάνεται καθημερινά και δεν υπάρχουν καθιερωμένες αρχές αντικατάστασης, πρέπει να δημιουργηθούν. Κάποιος πρέπει να αναλάβει την πρωτοβουλία για την επίλυση αυτού του ζητήματος.

Αυτό είναι καθήκον της κάθε ενεργειακής εταιρείας ξεχωριστά ή είναι καθήκον του κράτους που θα πρέπει να παρακολουθεί την εφαρμογή της ενεργειακής στρατηγικής; Αλλά η διαδικασία αντικατάστασης είναι ένα στρατηγικό ζήτημα, όχι ένα τακτικό. Αλλά σήμερα είναι απίθανο να περιμένουμε βοήθεια από το κράτος για την επίλυση αυτού του προβλήματος. Εφόσον κληρονομήσαμε ακριβώς ένα τέτοιο σύστημα από τη Σοβιετική Ένωση, σήμερα πρέπει να ξέρουμε τι να το κάνουμε στη συνέχεια.

Όλοι οι ΣΗΘ, κατά κανόνα, συμμετέχουν στη χονδρική αγορά ηλεκτρικής ενέργειας. Στην αγορά αυτή τα συμφέροντα της τηλεθέρμανσης, όπως και να τα δηλώνουμε, δεν λαμβάνονται υπόψη. Αν και, κατ' αρχήν, η προτεραιότητα δίνεται επίσημα: κατά τη λειτουργία μιας μονάδας ΣΗΘ στην αγορά ή για την κάλυψη του φορτίου του χρονοδιαγράμματος αποστολής, λαμβάνεται μια προφανής απόφαση ότι θα πρέπει να λειτουργεί υπό τις συνθήκες 100% επιστροφής ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται στο ο συνδυασμένος κύκλος· Δεν επιτρέπεται η λειτουργία CHP σε λειτουργία συμπύκνωσης κ.λπ. Αλλά στην πραγματική ζωή, είναι δύσκολο για τους ΣΗΘ να συμμορφωθούν με αυτές τις προτεραιότητες, πράγμα που σημαίνει ότι δεν είναι πάντα δυνατό να διατηρηθούν εκείνοι οι οικονομικοί δείκτες που προστατεύονται σε τιμολόγια κ.λπ. Ως εκ τούτου, θα πρέπει να δημιουργηθεί ένα αυστηρότερο πλαίσιο σε αυτό το θέμα και σε αυτή τη θέση υποστηρίζω τον Α.Β. Ο Μπογκντάνοφ ότι πρέπει να δοθούν προτεραιότητες στο κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται στο μικτό κύκλο, το οποίο προμηθεύεται από το CHP στους κατοίκους των πόλεων, όπως έγραψε σε μια σειρά δημοσιεύσεων στις σελίδες του περιοδικού NT (βλ. σειρά άρθρων

Α.Β. Bogdanov "Kotelnization της Ρωσίας - μια καταστροφή σε εθνική κλίμακα" στο περιοδικό NT, που δημοσιεύτηκε την περίοδο 2006-2007 - Περίπου. εκδ.). Έτσι, οι οικονομικοί μηχανισμοί λειτουργίας των ΣΗΘ είναι υπανάπτυκτοι, με αποτέλεσμα η σημερινή τους κατάσταση σε όλη τη χώρα να είναι πολύ ασταθής.

Πραγματοποιήσαμε μια ανάλυση της αύξησης του θερμικού φορτίου σε CHPPs σε διάφορες πόλεις της Ρωσίας, αποδείχθηκε ότι αυτοί οι δείκτες βασικά παραμένουν ακίνητοι, επειδή. μια νέα σύνδεση με θερμοηλεκτρικό σταθμό φαίνεται πιο ακριβή από την κατασκευή του δικού σας λεβητοστάσιου. Μέχρι να αλλάξουμε την κατάσταση σε αυτό το θέμα, θα σημειώσουμε χρόνο. Ας δώσουμε ένα παράδειγμα του Ust-Ilimskaya CHPP, το οποίο κάποτε κατασκευάστηκε για να παρέχει ρεύμα σε ένα εργοστάσιο χαρτοπολτού και χαρτιού που βρίσκεται σε κοντινή απόσταση από αυτό το εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας. Τα τελευταία χρόνια, το εργοστάσιο άλλαξε το εύρος και μείωσε τον όγκο παραγωγής, κάτι που φυσικά επηρέασε το μέγεθος του θερμικού φορτίου και τη λειτουργία του ΣΗΘ και τα επακόλουθα προβλήματα που συζητήθηκαν παραπάνω. Η Pulp and Paper Mill άρχισε να ασχολείται με θέματα εξοικονόμησης ενέργειας, πρώτα απ 'όλα, τα απόβλητα της επιχείρησης (φλοιός, πριονίδι κ.λπ.), που συσσωρεύτηκαν με τα χρόνια, άρχισαν να αξιοποιούνται, η καύση των οποίων καθιστά δυνατή την πλήρη καλύπτουν τις ανάγκες του ίδιου του μύλου σε θερμική ενέργεια. Έτσι, σήμερα αυτή η επιχείρηση δεν χρειάζεται πλέον τους προηγούμενους όγκους θερμικού φορτίου. Η διοίκηση του Ust-Ilimskaya CHPP, συνειδητοποιώντας πώς αυτή η κατάσταση θα μπορούσε να επηρεάσει την οικονομική απόδοση του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής, έκανε ό,τι ήταν δυνατό για να καλύψει τις ανάγκες του εργοστασίου χαρτοπολτού και χαρτιού, αλλά είναι δυνατό να υποβάλει προσφορά για το κόστος μιας παρεχόμενης γιγαθερμίδας της θερμικής ενέργειας μόνο μέχρι μια ορισμένη τιμή - μέχρι το κόστος της, κάτω από την οποία η παροχή ενέργειας Η εταιρεία δεν μπορεί να πέσει. Έτσι, ακόμη και η πρότασή μας για την παροχή θερμικής ενέργειας από θερμοηλεκτρικό σταθμό στο κόστος ήταν κατώτερη από το κόστος της θερμικής ενέργειας που παρήγαγε η μονάδα από τους δευτερεύοντες πόρους της. Ως αποτέλεσμα, η CHPP έχασε τις περισσότερες από τις βιομηχανικές αποσύρσεις και, κατά συνέπεια, οι τεχνικοί και οικονομικοί δείκτες στο σταθμό υποχώρησαν σοβαρά. Δώσαμε μόνο ένα παράδειγμα, αλλά δεν είναι το μόνο, αυτή η τάση, η οποία είναι επιζήμια για τις υπάρχουσες μονάδες ΣΗΘ, συνεχίζεται. Με μια τέτοια ανεπιθύμητη τάση, πρέπει να κατανοήσουμε πώς είναι δυνατός ο εκσυγχρονισμός του υπάρχοντος στόλου μηχανών σήμερα για τη χρήση στροβίλων τύπου P, οι οποίοι αποδεικνύονται ουσιαστικά περιττοί όταν χάνεται το φορτίο ατμού. Εδώ μπορούν να εφαρμοστούν διάφορα σχήματα που θα μας επιτρέψουν να χρησιμοποιήσουμε μηχανήματα τύπου P για τις ανάγκες παροχής θερμότητας σε μη βιομηχανικούς καταναλωτές. Όλα είναι καλά, εκτός από ένα πράγμα - είναι απαραίτητο να επεκταθεί η αγορά DH από τη CHP.

Για παράδειγμα, στο Ιρκούτσκ, αυτή η αγορά επεκτείνεται μέσω της αγοράς κοινόχρηστων λεβητοστασίων και δικτύων θέρμανσης, κάτι που απαιτεί τεράστια χρηματικά ποσά. Στη συνέχεια, κατά κανόνα, τα λεβητοστάσια κλείνουν, τα μεγαλύτερα από αυτά μεταφέρονται σε λειτουργία αιχμής. Τα δίκτυα θερμότητας που γίνονται δεκτά στον ισολογισμό της εταιρείας παραγωγής εκσυγχρονίζονται χωρίς αποτυχία - η κατάστασή τους έχει φτάσει σε αποδεκτό επίπεδο, για το οποίο πρέπει να επενδυθούν 3-4 φορές περισσότερα χρήματα σε αυτά από ό,τι στα υπάρχοντα (κύρια) δίκτυα θερμότητας του η εταιρεία παραγωγής. Σε αυτή την περίπτωση, καθίσταται δυνατή η επιπλέον φόρτωση του CHPP μόνο μετά τη "μεταφορά" του θερμικού φορτίου των λεβητοστασίων σε αυτό. Η φόρτωση των ΣΗΘΥΕ καθιστά δυνατή τη μερική αντιστάθμιση του κόστους που προέκυψε νωρίτερα λόγω της απώλειας βιομηχανικού φορτίου. Όμως παρόμοια και άλλα προγράμματα (για την εξοικονόμηση ενέργειας, τη βελτίωση της αξιοπιστίας) χρειάζονται κρατικά κίνητρα, τουλάχιστον παρόμοια με αυτά που είναι διαθέσιμα στη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας, επειδή. Για τις ιδιωτικές εταιρείες που έχουν εισέλθει στον «μεγάλο» ενεργειακό τομέα σήμερα, τέτοια προγράμματα απαιτούν κολοσσιαίες ενέσεις μετρητών. Ταυτόχρονα, οι τοπικές αρχές δεν λαμβάνουν πάντα τέτοιες αποφάσεις όπως στο Ιρκούτσκ.

Ως άλλη λύση, ας πάρουμε το παράδειγμα της Αγίας Πετρούπολης, όπου υπάρχουν αρκετά αποδοτικά λεβητοστάσια που βρίσκονται στον ισολογισμό της Κρατικής Ενιαίας Επιχείρησης "TEK SPb". Τέτοια λεβητοστάσια αποδεικνύονται αρκετά ανταγωνιστικά με τα CHPP όχι στην ουσία, αλλά από την άποψη των γενικών οικονομικών δεικτών.

Δώσαμε πολλά παραδείγματα από τα οποία είναι σαφές ότι σε κάθε μεμονωμένη περίπτωση είναι απαραίτητο να αναζητηθούν μηχανισμοί που επιτρέπουν την περαιτέρω ανάπτυξη της συνδυασμένης παραγωγής θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας, λαμβάνοντας υπόψη την εισαγωγή νέων κύκλων, για παράδειγμα, ενός συνδυασμένου κύκλου.

Κατά την εισαγωγή του CCGT στη Ρωσία, προέκυψε πρώτα απ 'όλα το ζήτημα της οικονομικής φόρτισής του. Μόλις «κρεμάσετε» το φορτίο θέρμανσης στο CCGT, το καλοκαίρι θα πρέπει ακόμα να εργαστείτε σε μη αποδοτικές λειτουργίες λόγω μείωσης του θερμικού φορτίου, επειδή. υπάρχει μόνο φορτίο στο ΖΝΧ. Για παράδειγμα, κατά την ανακατασκευή του Avtozavodskaya CHPP για την αντικατάσταση του δεύτερου σταδίου του σταθμού, πρώτα από όλα εξισώσαμε τις παραμέτρους για ζωντανό ατμό, επιλεκτικό ατμό και εξαγωγή θερμότητας, έτσι ώστε η νέα μονάδα αντικατάστασης να μπορεί να λειτουργεί παράλληλα με άλλες ουρές. Αυτό περιορίζει δραστικά την επιλογή των αεριοστροβίλων, καθώς οι τουρμπίνες πρέπει να παρέχουν παραμέτρους καυσαερίων έτσι ώστε να μπορούν να παράγουν ατμό με παραμέτρους 140 atm, 540 ° C στον λέβητα απορριμμάτων-θερμότητας CCGT. Αλλά στο μέλλον, αυτή η λύση θα επιτρέψει τη φόρτωση αυτού νέα μονάδα βασισμένη στο CCGT σε πλήρη χωρητικότητα, και λιγότερο οικονομικός εξοπλισμός θα γίνει ο αποσβεστήρας (παρά το γεγονός ότι έχει υψηλές παραμέτρους ατμού). Έτσι, στον εκσυγχρονισμό και την ανακατασκευή των ΣΗΘ, ειδικά κατά την εισαγωγή του CCGT, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν κατάλληλα προοδευτικά σχήματα, τα οποία εξαρτώνται από μια σειρά παραγόντων. Βασικό κριτήριο βέβαια είναι ο υφιστάμενος και μελλοντικός φόρτος του ΣΗΘ.

Η Ρωσία θα παραμείνει μια χώρα στην οποία το κόστος παραγωγής, αν και όλα τα άλλα είναι ίσα, θα είναι πάντα υψηλότερο λόγω της διαφοράς στις μέσες ετήσιες θερμοκρασίες θέρμανσης σε σύγκριση με τις αντίστοιχες ξένες. Κατά συνέπεια, ο όγκος των καυσίμων και των ενεργειακών πόρων (FER) που απαιτείται για την παραγωγή οποιασδήποτε μονάδας παραγωγής στη Ρωσία θα είναι πάντα αντικειμενικά υψηλότερος σε σύγκριση με παρόμοια προϊόντα που κατασκευάζονται στο εξωτερικό. Είμαστε καταδικασμένοι να είμαστε για πάντα μη ανταγωνιστικοί για αντικειμενικούς λόγους ή όχι; Υπάρχει μόνο μία διέξοδος: η Ρωσία πρέπει να είναι κατά το ήμισυ μπροστά από άλλες χώρες όσον αφορά τη χρήση και την παραγωγή διαφόρων τύπων ενέργειας. Για τη Ρωσία, η κατάσταση διευκολύνεται μόνο από το γεγονός ότι οι πόροι καυσίμων και ενέργειας στη χώρα μας είναι δικοί μας και δεν εισάγονται, όπως σε πολλές ξένες χώρες, αντίστοιχα, τα παίρνουμε φθηνότερα. Είναι απαραίτητο να μειώνεται συνεχώς η αξία του συστατικού του καυσίμου στην παραγωγή κάθε είδους προϊόντος, συμπεριλαμβανομένης της θερμότητας και της ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό δεν απαιτεί την απομονωμένη εργασία όλων των ρωσικών εταιρειών παραγωγής, αλλά τον συντονισμό όλων των προσπαθειών μας όσον αφορά τη διεξαγωγή σχετικής έρευνας και ανάπτυξης, Ε&Α με στόχο τη βελτίωση των υφιστάμενων συστημάτων τροφοδοσίας κ.λπ.

Εδώ είναι επίσης απαραίτητο να επισημανθεί ένα ακόμη σημείο, το οποίο σχετίζεται έμμεσα με το ζήτημα που τέθηκε παραπάνω. Σήμερα, οποιοδήποτε έργο για την κατασκευή οποιουδήποτε αντικειμένου υποβάλλεται σε κρατική εξέταση για συμμόρφωση με τα κριτήρια (για παράδειγμα, δομική αντοχή κ.λπ.). Ως προς αυτό, έως ότου το έργο περάσει από αυτή την εξέταση, δεν θα ληφθεί οικοδομική άδεια. Όλα είναι καλά, αλλά η υπάρχουσα τεχνογνωσία δεν περιλαμβάνει κριτήρια για το ενεργειακό στοιχείο. Κατά τη γνώμη μας, στο επίπεδο της κρατικής τεχνογνωσίας του έργου, οι παράμετροι ενεργειακής απόδοσης ενός αντικειμένου (κυρίως ενός μεγάλου) θα πρέπει να εξισωθούν με τις παραμέτρους αξιοπιστίας του (αντοχή, δομική ασφάλεια κ.λπ.). Ναι, αυτός είναι ένας διοικητικός πόρος, αλλά είναι απαραίτητος στις τρέχουσες συνθήκες της Ρωσίας. Έτσι, στο στάδιο του έργου, θα πρέπει να ληφθεί απόφαση σχετικά με τη σκοπιμότητα κατασκευής μιας συγκεκριμένης εγκατάστασης, λαμβάνοντας υπόψη τις παραμέτρους (κριτήρια) που αναφέρονται παραπάνω.

Όταν μιλάμε για το σχεδιασμό παγκόσμιων εγκαταστάσεων, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η παγκόσμια εμπειρία και σε μεγάλες επιχειρήσεις που βρίσκονται εντός της πόλης, είναι απαραίτητο να ενεργούμε με τέτοιο τρόπο ώστε η «μεγάλη» ενέργεια να μην καταλήγει σε τη θέση του CHPP Ust-Ilimskaya. Η υποκατάσταση σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς σχηματισμού πόλης στις σημερινές συνθήκες θα πρέπει να βασίζεται σε εγγυημένο φορτίο θερμότητας στον πληθυσμό και όχι σε βιομηχανικό φορτίο, που πρέπει να απασχολεί τις ίδιες τις βιομηχανικές επιχειρήσεις!

Συμπερασματικά, πρέπει να σημειωθεί ότι ο «μεγάλος» ενεργειακός τομέας δεν πρέπει να ξεχνά τις νέες τεχνολογίες, για παράδειγμα, μια τεχνολογία όπως οι αντλίες θερμότητας. Για παράδειγμα, στην πόλη Baikalsk (περιοχή Ιρκούτσκ), αντιμετωπίσαμε ένα δίλημμα κατά την εισαγωγή μιας αντλίας θερμότητας παρουσία φθηνής ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται σε έναν υδροηλεκτρικό σταθμό. Ως αποτέλεσμα, αποφασίσαμε να εγκαταστήσουμε μια αντλία θερμότητας προκειμένου να μελετήσουμε τα χαρακτηριστικά της λειτουργίας της, τα οποία θα πρέπει να ληφθούν υπόψη στην περαιτέρω εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας. Ίσως κατά κάποιο τρόπο αυτή η θέση είναι λανθασμένη, αλλά σήμερα είναι αδύνατο να αναγάγουμε τα πάντα σε καθαρό κέρδος, ειδικά στον ενεργειακό τομέα, πρέπει να υπάρχουν τα λεγόμενα αλτρουιστικά (μη κερδοφόρα) προγράμματα.

Οι αρνητικές περιβαλλοντικές και κοινωνικές συνέπειες της κατασκευής μεγάλων υδροηλεκτρικών σταθμών μας κάνουν να δούμε προσεκτικά την πιθανή θέση τους στη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας του μέλλοντος.

Το μέλλον της υδροηλεκτρικής ενέργειας

Οι μεγάλοι υδροηλεκτρικοί σταθμοί εκτελούν τις ακόλουθες λειτουργίες στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας:

  1. παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας;
  2. γρήγορος συντονισμός της ισχύος παραγωγής με την κατανάλωση ενέργειας, σταθεροποίηση συχνότητας στο σύστημα ισχύος.
  3. συσσώρευση και αποθήκευση ενέργειας με τη μορφή δυναμικής ενέργειας του νερού στο βαρυτικό πεδίο της Γης με μετατροπή σε ηλεκτρική ενέργεια ανά πάσα στιγμή.

Η παραγωγή ενέργειας και οι ελιγμοί ισχύος είναι δυνατοί σε ΥΗΣ οποιουδήποτε μεγέθους. Και η συσσώρευση ενέργειας για μια περίοδο αρκετών μηνών έως πολλών ετών (για χειμερινά και ξηρά χρόνια) απαιτεί τη δημιουργία μεγάλων δεξαμενών.

Για σύγκριση: μια μπαταρία αυτοκινήτου βάρους 12 κιλών με τάση 12 V και χωρητικότητα 85 αμπέρ ώρες μπορεί να αποθηκεύσει 1,02 κιλοβατώρες (3,67 MJ). Για να αποθηκεύσετε μια τέτοια ποσότητα ενέργειας και να τη μετατρέψετε σε ηλεκτρική ενέργεια σε μια υδραυλική μονάδα με απόδοση 0,92, πρέπει να αυξήσετε 4 τόνους (4 κυβικά μέτρα) νερού σε ύψος 100 m ή 40 τόνους νερού σε ύψος 10 μ.

Προκειμένου ένας υδροηλεκτρικός σταθμός ισχύος μόνο 1 MW να λειτουργεί με αποθηκευμένο νερό για 5 μήνες το χρόνο για 6 ώρες την ημέρα σε αποθηκευμένο νερό, είναι απαραίτητο να συσσωρευτεί σε ύψος 100 m και στη συνέχεια να περάσει από έναν στρόβιλο 3.6 εκατομμύριο τόνους νερού. Με έκταση δεξαμενής 1 τετραγωνικών χιλιομέτρων, η μείωση της στάθμης θα είναι 3,6 μ. Η ίδια ποσότητα παραγωγής σε μια μονάδα παραγωγής ενέργειας ντίζελ με απόδοση 40% θα απαιτήσει 324 τόνους καυσίμου ντίζελ. Έτσι, σε ψυχρά κλίματα, η αποθήκευση ενέργειας του νερού για το χειμώνα απαιτεί υψηλά φράγματα και μεγάλες δεξαμενές.

Επιπλέον, στο β ΟΣτο μεγαλύτερο μέρος της επικράτειας της Ρωσίας στη ζώνη του μόνιμου παγετού, τα μικρά και μεσαία ποτάμια παγώνουν μέχρι τον πυθμένα το χειμώνα. Σε αυτά τα μέρη, τα μικρά υδροηλεκτρικά εργοστάσια είναι άχρηστα το χειμώνα.

Οι μεγάλοι υδροηλεκτρικοί σταθμοί βρίσκονται αναπόφευκτα σε σημαντική απόσταση από πολλούς καταναλωτές και θα πρέπει να ληφθούν υπόψη το κόστος κατασκευής γραμμών μεταφοράς και οι απώλειες ενέργειας και τα καλώδια θέρμανσης. Έτσι, για τον Υπερσιβηρικό (Shilkinskaya) HPP, το κόστος κατασκευής μιας γραμμής ηλεκτρικού ρεύματος-220 προς τον Υπερσιβηρικό Σιδηρόδρομο με μήκος μόλις 195 km (πολύ λίγα για μια τέτοια κατασκευή) υπερβαίνει το 10% του συνόλου του κόστους. Το κόστος κατασκευής δικτύων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας είναι τόσο σημαντικό που στην Κίνα η χωρητικότητα των ανεμόμυλων, που δεν είναι ακόμη συνδεδεμένοι στο δίκτυο, υπερβαίνει τη χωρητικότητα ολόκληρου του ρωσικού ενεργειακού τομέα ανατολικά της λίμνης Βαϊκάλης.

Έτσι, οι προοπτικές για την υδροηλεκτρική ενέργεια εξαρτώνται από την πρόοδο της τεχνολογίας και της παραγωγής, καθώς και από την αποθήκευση και τη μεταφορά ενέργειας μαζί.

Η ενέργεια είναι μια βιομηχανία υψηλής έντασης κεφαλαίου και επομένως συντηρητική. Ορισμένοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής εξακολουθούν να λειτουργούν, ειδικά υδροηλεκτρικοί σταθμοί που κατασκευάστηκαν στις αρχές του εικοστού αιώνα. Επομένως, για να αξιολογηθούν οι προοπτικές για μισό αιώνα, είναι πιο σημαντικό να εξετάσουμε το ρυθμό προόδου σε κάθε τεχνολογία αντί για ογκομετρικούς δείκτες ενός συγκεκριμένου τύπου ενέργειας. Κατάλληλοι δείκτες τεχνικής προόδου στην παραγωγή είναι η απόδοση (ή το ποσοστό των απωλειών), η χωρητικότητα μονάδας των μονάδων, το κόστος 1 κιλοβάτ δυναμικότητας παραγωγής, το κόστος μετάδοσης 1 κιλοβάτ ανά 1 km, το κόστος αποθήκευσης 1 κιλοβατώρα την ημέρα.

Αποθήκευση ενέργειας

Αποθήκευση Η ηλεκτρική ενέργεια είναι μια νέα βιομηχανία στον ενεργειακό τομέα. Για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι άνθρωποι αποθήκευαν καύσιμα (ξύλο, άνθρακα, μετά πετρέλαιο και προϊόντα πετρελαίου σε δεξαμενές, αέριο σε δεξαμενές υπό πίεση και υπόγειες αποθήκες). Στη συνέχεια εμφανίστηκαν μηχανικές συσκευές αποθήκευσης ενέργειας (ανεβασμένο νερό, πεπιεσμένος αέρας, σούπερ σφόνδυλοι κ.λπ.), μεταξύ των οποίων οι σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με αντλία αποθήκευσης παραμένουν οι κορυφαίοι.

Έξω από τις ζώνες μόνιμου παγετού, η θερμότητα που αποθηκεύεται από τους ηλιακούς θερμοσίφωνες μπορεί ήδη να αντληθεί υπόγεια για τη θέρμανση των σπιτιών το χειμώνα. Μετά την κατάρρευση της ΕΣΣΔ, τα πειράματα για τη χρήση της ηλιακής θερμικής ενέργειας για χημικούς μετασχηματισμούς σταμάτησαν.

Οι γνωστές χημικές μπαταρίες έχουν περιορισμένο αριθμό κύκλων φόρτισης-εκφόρτισης. Οι υπερπυκνωτές έχουν πολύ περισσότερα Ο μεγαλύτερη αντοχή, αλλά η χωρητικότητά τους εξακολουθεί να είναι ανεπαρκής. Οι συσσωρευτές ενέργειας μαγνητικού πεδίου σε υπεραγώγιμα πηνία βελτιώνονται πολύ γρήγορα.

Μια σημαντική ανακάλυψη στη διανομή της αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας θα συμβεί όταν η τιμή πέσει στο $1 ανά κιλοβατώρα. Αυτό θα καταστήσει δυνατή την ευρεία χρήση τύπων παραγωγής ενέργειας που δεν μπορούν να λειτουργούν συνεχώς (ηλιακή, αιολική, παλιρροιακή ενέργεια).

εναλλακτική ενέργεια

Από τεχνολογία γενιά Η ηλιακή ενέργεια υφίσταται την πιο γρήγορη αλλαγή αυτή τη στιγμή. Οι ηλιακοί συλλέκτες σάς επιτρέπουν να παράγετε ενέργεια σε οποιαδήποτε απαιτούμενη ποσότητα - από τη φόρτιση του τηλεφώνου σας μέχρι την τροφοδοσία μεγάλων πόλεων. Η ενέργεια του Ήλιου στη Γη είναι εκατό φορές μεγαλύτερη από τα άλλα είδη ενέργειας μαζί.

Τα αιολικά πάρκα έχουν περάσει μια περίοδο πτώσης των τιμών και βρίσκονται σε διαδικασία ανάπτυξης πύργων και γεννητριών. Το 2012, η ​​χωρητικότητα όλων των ανεμόμυλων στον κόσμο ξεπέρασε τη χωρητικότητα όλων των σταθμών παραγωγής ενέργειας στην ΕΣΣΔ. Ωστόσο, στη δεκαετία του 20 του 21ου αιώνα, οι δυνατότητες για τη βελτίωση των ανεμόμυλων θα εξαντληθούν και η ηλιακή ενέργεια θα παραμείνει η κινητήρια δύναμη της ανάπτυξης.

Η τεχνολογία των μεγάλων υδροηλεκτρικών σταθμών έχει περάσει την «καλύτερη ώρα», με κάθε δεκαετία μεγάλων υδροηλεκτρικών σταθμών να κατασκευάζονται όλο και λιγότερο. Η προσοχή των εφευρετών και των μηχανικών στρέφεται στους παλιρροιακούς και κυματικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Ωστόσο, οι παλίρροιες και τα μεγάλα κύματα δεν είναι παντού, οπότε ο ρόλος τους θα είναι μικρός. Τον 21ο αιώνα θα συνεχίσουν να κατασκευάζονται μικροί υδροηλεκτρικοί σταθμοί, ειδικά στην Ασία.

Η λήψη ηλεκτρικής ενέργειας από τη θερμότητα που προέρχεται από τα έγκατα της Γης (γεωθερμική ενέργεια) είναι πολλά υποσχόμενη, αλλά μόνο σε ορισμένες περιοχές. Οι τεχνολογίες καύσης ορυκτών καυσίμων θα ανταγωνίζονται την ηλιακή και την αιολική ενέργεια για αρκετές δεκαετίες, ειδικά όπου υπάρχει λίγος άνεμος και ήλιος.

Οι τεχνολογίες για τη λήψη εύφλεκτου αερίου με ζύμωση αποβλήτων, πυρόλυση ή αποσύνθεση στο πλάσμα είναι οι ταχύτερα προς βελτίωση. Ωστόσο, τα αστικά στερεά απόβλητα θα απαιτούν πάντα διαλογή (και κατά προτίμηση χωριστή συλλογή) πριν από την αεριοποίηση.

Τεχνολογίες TPP

Η απόδοση των μονάδων ηλεκτροπαραγωγής συνδυασμένου κύκλου ξεπέρασε το 60%. Ο επανεξοπλισμός όλων των ΣΗΘΡ που λειτουργούν με αέριο σε συνδυασμένο κύκλο (για την ακρίβεια, ατμός αερίου) θα αυξήσει την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας κατά περισσότερο από 50% χωρίς να αυξήσει την καύση αερίου.

Οι ΣΗΘΗΑ με καύση άνθρακα και πετρελαίου είναι πολύ χειρότερες από αυτές που λειτουργούν με φυσικό αέριο όσον αφορά την απόδοση, την τιμή του εξοπλισμού και την ποσότητα των επιβλαβών εκπομπών. Επιπλέον, η εξόρυξη άνθρακα απαιτεί τις περισσότερες ανθρώπινες ζωές ανά μεγαβατώρα ηλεκτρικής ενέργειας. Η αεριοποίηση του άνθρακα θα παρατείνει την ύπαρξη της βιομηχανίας άνθρακα για αρκετές δεκαετίες, αλλά είναι απίθανο το επάγγελμα του ανθρακωρύχου να επιβιώσει στον 22ο αιώνα. Είναι πολύ πιθανό οι τουρμπίνες ατμού και αερίου να αντικατασταθούν από ταχέως βελτιωμένες κυψέλες καυσίμου στις οποίες η χημική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια παρακάμπτοντας τα στάδια λήψης θερμικής και μηχανικής ενέργειας. Μέχρι στιγμής, οι κυψέλες καυσίμου είναι πολύ ακριβές.

Πυρηνική δύναμη

Η απόδοση των πυρηνικών σταθμών παραγωγής ενέργειας έχει αυξηθεί με τον πιο αργό ρυθμό τα τελευταία 30 χρόνια. Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες, που ο καθένας κοστίζει αρκετά δισεκατομμύρια δολάρια, προχωρούν πολύ αργά και οι απαιτήσεις ασφάλειας αυξάνουν το κόστος κατασκευής. Η «πυρηνική αναγέννηση» δεν έγινε. Από το 2006, στον κόσμο, η θέση σε λειτουργία πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής είναι μικρότερη από όχι μόνο η θέση σε λειτουργία αιολικής, αλλά και ηλιακής. Ωστόσο, είναι πιθανό κάποια πυρηνικά εργοστάσια να επιβιώσουν μέχρι τον 22ο αιώνα, αν και λόγω του προβλήματος των ραδιενεργών αποβλήτων, το τέλος τους είναι αναπόφευκτο. Είναι πιθανό οι θερμοπυρηνικοί αντιδραστήρες να λειτουργούν και τον 21ο αιώνα, αλλά ο μικρός αριθμός τους, φυσικά, «δεν θα κάνει τη διαφορά».

Μέχρι στιγμής, η πιθανότητα πραγματοποίησης μιας «ψυχρής σύντηξης» παραμένει ασαφής. Καταρχήν, η πιθανότητα μιας θερμοπυρηνικής αντίδρασης χωρίς υπερυψηλές θερμοκρασίες και χωρίς σχηματισμό ραδιενεργών αποβλήτων δεν έρχεται σε αντίθεση με τους νόμους της φυσικής. Αλλά οι προοπτικές για την απόκτηση φθηνής ενέργειας με αυτόν τον τρόπο είναι πολύ αμφίβολες.

Νέες τεχνολογίες

Και λίγη φαντασία στα σχέδια. Τρεις νέες αρχές ισοθερμικής μετατροπής της θερμότητας σε ηλεκτρική ενέργεια δοκιμάζονται αυτή τη στιγμή στη Ρωσία. Αυτά τα πειράματα έχουν πολλούς σκεπτικιστές: τελικά, ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής παραβιάζεται. Μέχρι στιγμής έχει ληφθεί το ένα δέκατο του μικροβάτ. Εάν είναι επιτυχής, θα εμφανιστούν πρώτα οι μπαταρίες για ρολόγια και συσκευές. Μετά λαμπτήρες χωρίς καλώδια. Κάθε λάμπα θα γίνει πηγή δροσιάς. Τα κλιματιστικά θα παράγουν ηλεκτρική ενέργεια αντί να την καταναλώνουν. Τα καλώδια στο σπίτι δεν θα χρειαστούν. Είναι πολύ νωρίς για να κρίνουμε πότε θα γίνει πραγματικότητα η φαντασία.

Στο μεταξύ, χρειαζόμαστε καλώδια. Πάνω από το ήμισυ της τιμής της κιλοβατώρας στη Ρωσία πέφτει στο κόστος κατασκευής και συντήρησης γραμμών και υποσταθμών ηλεκτρικής ενέργειας. Πάνω από το 10% της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας δαπανάται για καλώδια θέρμανσης. Τα «έξυπνα δίκτυα» που διαχειρίζονται αυτόματα πλήθος καταναλωτών και παραγωγών ενέργειας μπορούν να μειώσουν το κόστος και τις απώλειες. Σε πολλές περιπτώσεις, για να μειωθούν οι απώλειες, είναι καλύτερο να μεταδίδεται συνεχές ρεύμα παρά εναλλασσόμενο. Γενικά, η θέρμανση των καλωδίων μπορεί να αποφευχθεί καθιστώντας τα υπεραγώγιμα. Ωστόσο, δεν έχουν βρεθεί υπεραγωγοί που λειτουργούν σε θερμοκρασία δωματίου και δεν είναι γνωστό αν θα βρεθούν.

Για τις αραιοκατοικημένες περιοχές με υψηλό κόστος μεταφοράς, η επικράτηση και η προσβασιμότητα των πηγών ενέργειας είναι επίσης σημαντική.

Η ενέργεια του Ήλιου είναι η πιο κοινή, αλλά ο Ήλιος δεν είναι πάντα ορατός (ειδικά πέρα ​​από τον Αρκτικό Κύκλο). Αλλά το χειμώνα και τη νύχτα ο άνεμος φυσάει συχνά, αλλά όχι πάντα και όχι παντού. Ωστόσο, οι αιολικοί και ηλιακοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής ήδη τώρα επιτρέπουν τη σημαντική μείωση της κατανάλωσης καυσίμου ντίζελ σε απομακρυσμένα χωριά.

Μερικοί γεωλόγοι ισχυρίζονται ότι το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο σχηματίζονται σχεδόν παντού σήμερα από το διοξείδιο του άνθρακα που περνά υπόγεια με το νερό. Είναι αλήθεια ότι η χρήση της υδραυλικής ρωγμής ("fracking") καταστρέφει φυσικούς χώρους όπου μπορεί να συσσωρευτεί πετρέλαιο και αέριο. Εάν αυτό είναι αλήθεια, τότε μια μικρή ποσότητα πετρελαίου και φυσικού αερίου (δεκάδες φορές λιγότερη από τώρα) μπορεί να παραχθεί σχεδόν παντού με την επιφύλαξη του γεωχημικού κύκλου του άνθρακα, αλλά η εξαγωγή υδρογονανθράκων σημαίνει να στερηθεί κανείς το μέλλον.

Η ποικιλομορφία των φυσικών πόρων του κόσμου σημαίνει ότι η βιώσιμη παραγωγή ενέργειας απαιτεί συνδυασμό διαφορετικών τεχνολογιών που ταιριάζουν στις τοπικές συνθήκες. Σε κάθε περίπτωση, μια απεριόριστη ποσότητα ενέργειας στη Γη δεν μπορεί να ληφθεί τόσο για περιβαλλοντικούς λόγους όσο και για λόγους πόρων. Ως εκ τούτου, η αύξηση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, χάλυβα, νικελίου και άλλων υλικών πραγμάτων στη Γη τον επόμενο αιώνα θα αντικατασταθεί αναπόφευκτα από μια αύξηση της παραγωγής του πνευματικού και πνευματικού.

Igor Eduardovich Shkradyuk

Δημοφιλής
Κατηγορίες

2023
newmagazineroom.ru - Λογιστικές καταστάσεις. UNVD. Μισθός και προσωπικό. Συναλλαγματικές πράξεις. Πληρωμή φόρων. ΔΕΞΑΜΕΝΗ. Ασφάλιστρα