Родом из ссср: как производят тепло и горячую воду

Абсолютные выгоды на фоне кризиса

В целом плюсов значительно больше, чем минусов, и для некоторых предприятий и учреждений приобретение мини ТЭС отличный выход из положения, особенно, если город растет, а возможностей прокладывать тепло и электро сети, нет. Либо они загружены настолько, что в любом случае подачи тепла или света будет недостаточно. Также это может стать отличным решением в загородной зоне, где вообще нет централизованной подачи тепла и электроэнергии, но жилье, тем не менее, строится. Особенно оценят возможности таких установок и рабочие, которые ремонтируют трассы и дороги, буровики, нефтяники, которые передвигаются по стране, но у них нет возможности каждый раз подключаться к централизованной подаче света и тепла.

Возможно, ТЭС пригодится военным гарнизонам, которые несут службу далеко от городков, с полным обеспечением комфортных условий. Словом данное оборудование может стать незаменимым в областях, где особенно ценится возможность получить полноценное тепло, электричество и даже холодный воздух для кондиционеров при необходимости. Небольшое оборудование можно легко транспортировать специальным транспортом и использовать по мере необходимости.

Будут выгодны данные ТЭС и предпринимателям, которые занимают площади в гаражах, складах, и не подключены к централизованному теплу, а свет используют по высоким городским тарифам. Это поможет существенно сэкономить на материальных затратах при работе и позволить не зависеть от монополистов тепла и света.

Идеальные возможности мини версии ТЭС могут соперничать разве что с крупными образцами ТЭС или гидроэлектростанциями, однако мобильность и автоматизированность небольшого оборудования перевешивает в любом случае.

Выбросы углекислого газа [ править ]

Поскольку уголь в основном состоит из углерода , угольные электростанции имеют высокую углеродоемкость . В среднем угольные электростанции выбрасывают гораздо больше парниковых газов на единицу произведенной электроэнергии по сравнению с другими источниками энергии (см. Также выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла источников энергии ). В 2018 году уголь, сжигаемый для производства электроэнергии, произвел более 10 Гт CO.2 из 34 Гт от сжигания топлива (общие выбросы парниковых газов за 2018 год составили 55 Гт CO2д ).

Поэтапный отказ

В 2020 году, хотя Китай построил несколько электростанций, в мире больше угольной энергии было выведено из эксплуатации, чем построено: Генеральный секретарь ООН заявил, что страны ОЭСР должны прекратить производство электроэнергии из угля к 2030 году, а остальной мир — к 2040 году, иначе глобальное потепление будет ограничено 1,5. ° C, цель Парижского соглашения , было бы чрезвычайно сложно.

Конверсия

Некоторые электростанции переоборудуются для сжигания газа, биомассы или отходов , а в 2023 году будут проведены испытания перехода на аккумуляторы тепла .

Улавливание углерода

Модернизация некоторых существующих угольных электростанций с улавливанием и хранением углерода рассматривалась в Китае в 2020 году , но это очень дорого , снижает выработку энергии и для некоторых станций технически невозможно.

Принцип работы тепловой электростанции

Основной принцип работы тепловой электростанции заключается в производстве тепловой энергии из органического топлива, которая в дальнейшем используется для выработки электрического тока.

Понятия ТЭС и ТЭЦ существенно различаются между собой. Первые установки относятся к так называемым чистым электростанциям, вырабатывающим только электрический ток. Каждая из них известна еще и как конденсационная электростанция – КЭС. ТЭЦ расшифровывается как теплоэлектроцентраль и является разновидностью ТЭС. Данные установки не только генерируют электричество, но и являются тепловыми, то есть дают тепло в системы отопления и горячего водоснабжения. Такое комбинированное использование требует специальных паровых турбин с противодавлением или системой промежуточного отбора пара.

Несмотря на разнообразие конструкций, работа всех ТЭС осуществляется по общей схеме. В котел постоянно подается топливо в виде угля, газа, торфа, мазута или горючих сланцев. На многих электростанциях используется заранее приготовленная угольная пыль. Вместе с топливом поступает воздух в подогретом виде, выполняющий функцию окислителя.

В процессе горения топлива создается тепло, нагревающее воду в паровом котле. Происходит образование насыщенного пара, подаваемого в паровую турбину через паропровод. Далее тепловая энергия становится механической.

Вал и остальные движущиеся части турбины связаны между собой и представляют единое целое. Струя пара под высоким давлением и при высокой температуре выходит из сопел и воздействует на лопатки турбины. Закрепленные на диске, они начинают вращаться и приводят в движение вал, соединенный с генератором. В результате вращения происходит преобразование механической энергии в электрический ток.

Пройдя через паровую турбину, пар снижает свою температуру и давление. Далее он попадает в конденсатор и прокачивается по трубкам, охлаждаемым водой. Здесь пар окончательно превращается в воду и поступает в деаэратор для очистки от растворенных газов. Очищенная вода с помощью насоса подается в котельную установку через подогреватель.

КПД тепловой электростанции

Основным показателем любой тепловой электростанции является ее коэффициент полезного действия. Например, для угольных ТЭС существует термический КПД, определяемый количеством угля, необходимого для выработки 1 кВт*ч электроэнергии. Если в начале 20-х годов прошлого века этот показатель составлял 15,4 кг, то в 60-е годы он снизился до 3,95 кг. В дальнейшем расход угля вновь незначительно поднялся до 4,6 кг.

Причиной такого подъема стали газоочистители, уловители пыли и золы, из-за которых угольная электростанция снизила выходную мощность на 10%. Многие станции пользуются более чистым в экологическом плане углем, что также привело к увеличению потребления топлива.

Процентное выражение термического КПД тепловой электростанции составляет не более 36%, что связано с высокими тепловыми потерями, вызываемыми отходящими газами при горении. У атомных электростанций, отличающимися низкими температурами и давлением термический КПД еще ниже – 32%. Самый высокий показатель у газотурбинных установок, оборудованных котлами-утилизаторами и дополнительными паровыми турбинами. КПД электростанций с таким оборудованием превышает 40%. Этот показатель полностью зависит от величины рабочих температур и давления пара.

Современные паротурбинные электростанции используют промежуточный перегрев пара. После того как он частично отработает в турбине, происходит его отбор в промежуточной точке для последующего повторного нагрева до первоначальной температуры. Система промежуточного перегрева может состоять из двух ступеней и более, что способствует значительному увеличению термического КПД.

Транспортировка и доставка угля [ править ]

Завод Castle Gate недалеко от Хелпера, штат Юта .

Уголь доставляется автомобильным транспортом , железнодорожным транспортом , баржей , угольным судном или трубопроводом для шлама . Иногда рядом с шахтой строят генерирующие станции; особенно один горнодобывающий уголь, такой как бурый уголь , который недостаточно ценный для перевозки на большие расстояния; поэтому может получить угль с помощью конвейерной ленты или массивного дизель-электрического -Драйв грузовых автомобилей . Большой угольный поездтак называемый «единичный поезд» может иметь длину 2 км, вмещать 130–140 вагонов, в каждом из которых находится около 100 тонн угля, с общей загрузкой более 10 000 тонн. Для большой электростанции при полной нагрузке требуется как минимум одна доставка угля такого размера каждый день. У растений может быть от трех до пяти поездов в день, особенно в «пик сезона», в самые жаркие летние или самые холодные зимние месяцы (в зависимости от местного климата), когда потребление энергии велико.

В современных разгрузчиках используются роторные самосвалы, что исключает проблемы с замерзанием угля в карьерных самосвалах. Разгрузчик включает в себя рычаг позиционера поезда, который тянет за собой весь состав для размещения каждого вагона над бункером для угля. Самосвал прижимает отдельный автомобиль к платформе, которая переворачивает автомобиль вверх дном, чтобы выгружать уголь. Поворотные муфты позволяют выполнять всю операцию, пока кабины еще соединены. Разгрузка составного поезда занимает около трех часов.

В более коротких поездах могут использоваться железнодорожные вагоны с «воздушной разгрузкой», которая зависит от давления воздуха от двигателя и «горячего башмака» на каждом вагоне. Этот «горячий башмак», когда он входит в контакт с «горячим рельсом» на разгрузочной эстакаде, запускает электрический заряд через устройство сброса воздуха и заставляет двери в днище вагона открываться, сбрасывая уголь через отверстие в эстакада. Разгрузка одного из этих поездов занимает от часа до полутора часов. Старые разгрузочные машины могут по-прежнему использовать железнодорожные вагоны с нижней разгрузкой с ручным управлением и «шейкер», прикрепленный для разгрузки угля.

Угольщик (грузовое судно, перевозящее уголь) может вместить 41 000 тонн (40 000 длинных тонн) угля, а его разгрузка занимает несколько дней. Некоторые угольщики имеют собственное конвейерное оборудование для разгрузки собственных бункеров; другие зависят от оборудования на заводе. Для транспортировки угля в более спокойных водах, таких как реки и озера, часто используются баржи с плоским дном . Баржи, как правило , обесточены и должны быть перемещены буксирами или буксирами .

Для пусковых или вспомогательных целей установка может также использовать мазут. Мазут может доставляться на заводы по трубопроводу , танкером , цистерной или грузовиком. Нефть хранится в вертикальных цилиндрических стальных резервуарах емкостью до 14 000 кубических метров (90 000 баррелей). Более тяжелый нет. 5 «бункер» и нет. 6 топливо обычно нагревается паром перед перекачкой в ​​холодный климат.

Загрязнение

Угольная электростанция wastestreams

В некоторых странах загрязнение контролируется наилучшие доступные методы, например, в Европа через его Директива о промышленных выбросах. В Соединенных Штатах угольные электростанции регулируются на национальном уровне несколькими постановлениями о загрязнении воздуха, включая Стандарты по ртути и токсичности воздуха (MATS) регулирование, к рекомендации по сбросам за загрязнение воды, и правилами по твердым отходам в соответствии с Закон о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA).

Угольные электростанции продолжают загрязнять окружающую среду в слабо регулируемых странах, таких как Западная Балканы,Индия, Россия и Южная Африка, ежегодно вызывая сотни тысяч преждевременных смертей.

Местное загрязнение воздуха

Ущерб здоровью от частицы, Диоксид серы и оксид азота происходит в основном в Азии и часто происходит из-за сжигания угля низкого качества, такого как лигнит, у растений, лишенных современных дымовые газы лечение. Ранняя смертность из-за загрязнения воздуха оценивается в 200 на ГВт-год, однако она может быть выше на электростанциях, где скрубберы не используются, или ниже, если они расположены далеко от городов.

Загрязнение воды

Загрязняющие вещества, такие как тяжелые металлы выщелачивание в грунтовые воды из необлицованных угольная зола водохранилища или свалки загрязняют воду, возможно, на десятилетия или столетия. Выбросы загрязняющих веществ из зольные пруды к рекам (или другим поверхностным водным объектам) обычно включают мышьяк, вести, Меркурий, селен, хром, и кадмий.

Выбросы ртути от угольных электростанций могут снова выпадать на землю и воду во время дождя, а затем преобразовываться в метилртуть бактериями. Через биомагнификация, эта ртуть может достигать опасно высоких уровней в рыбе. Более половины ртути в атмосфере поступает от угольных электростанций.

Угольные электростанции также выбрасывают диоксид серы и азот. Эти выбросы приводят к кислотный дождь, который может реструктурировать пищевые полотна и привести к краху рыбы и беспозвоночный населения.

Смягчение местного загрязнения

По состоянию на 2018 год местное загрязнение в Китае, где больше всего угольных электростанций, по прогнозам, еще больше снизится в 2020-х и 2030-х годах, особенно если небольшие и низкоэффективные электростанции выйдут из эксплуатации раньше.

Операция

Тепловые электростанции построены вокруг тепловой машины, приводящей в действие генератор переменного тока, вырабатывающий электрическую энергию. Эти тепловые двигатели могут быть внешнего сгорания ( паровые турбины , паровой двигатель ) или внутреннего сгорания ( дизельный двигатель , турбина внутреннего сгорания ). Паровая турбина и турбина внутреннего сгорания могут сосуществовать в электростанции с комбинированным циклом для повышения общей эффективности . Урожайность может быть дополнительно улучшена за счет процесса когенерации или тригенерации .

Электростанции с турбинами внутреннего сгорания

Сердце турбинного двигателя внутреннего сгорания , воспламенение топлива (газ, жидкость или твердое тело, псевдоожиженное ) вызывает расширение всасываемого воздуха. При его расширении это заставляет вращаться колеса турбины, что, в свою очередь, приводит в действие подключенный генератор переменного тока . Наконец, генератор преобразует механическую энергию турбины в электрическую .

Электростанции с паровыми турбинами

Ротор из .

Аналогично работает паротурбинная электростанция, где рабочим телом является водяной пар, а не воздух. Горячий источник ( ядерное деление , уголь, сжигание …) нагревает (прямо или косвенно) воду, которая переходит из жидкого состояния в парообразное . Произведенный таким образом пар попадает в турбину, которая приводит в действие генератор переменного тока.

На выходе из турбины пар конденсируется в конденсаторе, подаваемом из холодного источника ( морская вода, пресная речная вода и т. Д.), И находится в жидком состоянии. Полученный конденсат, наконец, возвращается в систему водоснабжения для нового цикла испарения.

Основными составными частями тепловой электростанции являются:

• питательная бак  ;
• водная станция (подогрев «питательной воды»);
• котел и его вспомогательные вещества (дробилки, электростатическое пылесборник , золы удаление , и т.д.);
• группа турбогенератора;
• конденсатор  ;
• электрическая подстанция ( трансформаторы, и т.д.).

Упрощенный принцип работы следующий:

1. Деминерализованная вода , содержащаяся в баке пищевого дегазируют там, перед отправкой на «пищу насосов» в котел;
2. Котел передает тепло, выделяемое при сгорании, воде, которая под давлением превращается в перегретый пар;
3. Полученный таким образом пар вводится в турбину, где он расширяется перед присоединением к конденсатору  ; кинетическая энергия генерируется за счет расширения пара вызывает вращение турбины колес, который приводит в действие  ;
4. Охлаждаемый в конденсаторе за счет циркуляции воды из вторичного контура (морская вода, речная вода и т. Д.) Пар возвращается в жидкое состояние и отправляется обратно в резервуар для пищевых продуктов, откуда он снова запускается для нового цикла.

На практике операция немного сложнее, поскольку для повышения эффективности предусмотрено несколько устройств. Например :

• турбина обычно имеет два корпуса (высокого давления HP и среднего давления MP), а расширение пара происходит в две стадии; между ними пар возвращается в котел для повторного перегрева  ;
• Предусмотрены различные отводы пара для подогрева питательной воды (вода, возвращающаяся в котел после прохождения через турбину и ее конденсации) перед подачей в котел.

Схема «стандартной» угольной электростанции

Когенерация

ТЭЦ является совместно производить электрическую и тепловую энергию для промышленного процесса или центрального отопления , с тем чтобы улучшить общую эффективность тепловой электростанции. Для этого теплообменники регенерируют часть смертельной энергии из сгоревших газов или охлаждающей воды для повышения эффективности агрегата.

Какие бывают источники энергии

Источников энергии существует множество. Самыми интересными, наверное, являются солнце и ветер. Вроде ничего не происходит, а электричество вырабатывается. Самые технологичные способы получения — это без сомнения атомная энергетика и токамаки, которые еще пока строятся и рано говорить об их промышленном запуске.

Есть и более экстравагантные способы получения энергии. Например, энергия Земли, о которой я подробно рассказывал ранее. Есть даже станции, которые вырабатывают энергию из приливов. Тоже своеобразный, но иногда действенный способ.

Сочетание приведенных выше технологий позволяет поставить источник энергии почти в любой точке мира. Если что, то можно даже подогнать плавучую атомную станцию, которая обеспечит энергией небольшой город на 60-100 тысяч жителей.

Первая в мире плавучая атомная станция «Академик Ломоносов».

Это все хорошо, но есть и более проверенные способы получения энергии, которые требуют мало затрат, но им надо обеспечивать много топлива и они не очень-то экологичны. Для выработки электричества они используют ископаемое топливо, которое, кроме прочего, может и закончиться, но пока его хватает.

Выбросы углекислого газа

Поскольку уголь в основном углерод, угольные электростанции имеют высокую углеродная интенсивность. В среднем угольные электростанции выбрасывают гораздо больше парниковый газ на единицу произведенной электроэнергии по сравнению с другими источниками энергии (см. также выбросы парниковых газов за жизненный цикл источников энергии). В 2018 году из угля, сжигаемого для выработки электроэнергии, было выделено более 10 Гт CO2 из 34 Гт от сжигания топлива (общие выбросы парниковых газов за 2018 год составили 55 Гт CO2е).

Постепенно прекращать

Самый экономически эффективный способ ограничить глобальное потепление до 1,5 ° C, цель Парижское соглашение, включая страны ЕС и ОЭСР, которые закроют все угольные электростанции к 2030 году, Китай — к 2040 году и остальной мир — к 2050 году.

Преобразование

Некоторые электростанции переводятся на сжигание газа, биомасса или отходы, и преобразование в хранение тепла будет испытан в 2023 году.

Улавливание углерода

По состоянию на 2019 год модернизация существующих угольных электростанций с улавливание и хранение углерода проходит испытания, например, в Китае, но это снижает выработку энергии и для некоторых заводов может быть технически или экономически невыполнимо: Экономика модернизации в Китае все еще исследуется.

Послесловие

Несмотря на то, что теплоэлектростанции работающие по циклу Ренкина уступают по КПД ГТУ и ПГУ, они все еще являются важнейшей составляющей энергетической системы России и мира. Из-за этого и плохой экологической составляющей идет процесс замены электростанций работающих на паре, однако процесс этот будет долгим: тепло требуется потребителям, а на массовую замену всего парка не хватит никаких средств. В сети можно видеть разные прогнозы, в основном сходящиеся на том, что у данных агрегатов есть еще около 50-ти лет лидерства в генерации тепла и электричества. Я же не буду гадать на кофейной гуще и последую примеру специалистов атомной отрасли:

”В течение последних лет специалисты были очень осторожны в своих оценках тенденций развития ядерной энергетики, т.к. реальность упорно отказывалась следовать их прогнозам”

Н.Л. Чар и Б.Дж. Шик «Развитие ядерной энергетики: история и перспективы»

Есть как минимум один фактор, который может повлиять на изменение данной тенденции: Россия обладает огромными запасами углей, в том числе и хорошего качества. Более того, угли эти достаточно неглубокого залегания, ввиду чего цена добычи довольно невысока. Поэтому с некоторой долей вероятности можно сказать, что процесс замены парка будет медленным. Не исключено, что мы затянем вплоть до повальных аварий угрожающих работе всей энергосистемы. Работа в сторону увеличения энергетических, экологических и экономических показателей, а также увеличения срока службы паротурбинных установок будет вестись и дальше. 

Что касается перспективы российской теплоэнергетики: ГТУ и ПГУ, решительно не ясно, как именно сложится ситуация на рынке. Из-за достаточно высоких капитальных затрат парогазовые установки достаточно медленно занимают место паротурбинных. Газовые же двигаются очень и очень уверенно.

При этом, для энергетики важен не только и не столько КПД. Он лишь отображает эффективность использования топлива. Доля топливной составляющей может быть разной, а, значит, и на цену электроэнергии для потребителя улучшение энергетической эффективности будет влиять по-разному. Чем большая доля затрат за время жизни уходит на закупку и транспортировку топлива (а также на выбросы в атмосферу), тем выгоднее повышать КПД теплоэлектростанции. 

К примеру, в соседней отрасли – атомной энергетике – топливная составляющая при использовании открытого ядерного топливного цикла очень мала. В сумме со спецификой конструкций реакторов это определяет достаточно малый КПД ПТУ на водо-водяных реакторах (хотя иногда ведутся исследования по повышению начальных параметров).

1. Отчет о функционировании ЕЭС России в 2019 году // Системный оператор Единой Энергетической Системы России 
2. Сухарева Е.В. Методы распределения затрат при формировании себестоимости энерги на ТЭЦ // ТДР. 2015. №2. 
3. Б.В. Сазанов Тепловые электрические станции // “Энергия”, Москва, 1974
4. В.А. Кирилиллин, В.В. Сычев, А.Е. Шейндлин «Техническая термодинамика» // М.: Издательство МЭИ, 2008 г.
5. П.А. Кругликов Технико-экономические основы проектирования ТЭС и АЭС // Северо-западный заочный государственный технический университет. Санкт-Петербург. 2003 г.
6. В.В. САХИН УСТРОЙСТВО И ДЕЙСТВИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК. Книга 1. ПОРШНЕВЫЕ МАШИНЫ. ПАРОВЫЕ ТУРБИНЫ Учебное пособие // Министерство образования и науки Российской Федерации Балтийский государственный технический университет «Военмех» Санкт-Петербург 2015
7. В.В.Шапошников Лекции по предмету «Турбины ТЭС и АЭС». Паротурбинные установки // Кубанский государственный технологический университет 
8. В.А. Кириллин, В.В. Сычев, А.Е. Шейндлин»Техническая термодинамика» // М.: Издательство МЭИ, 2008 г.
9. М.М. Ковалевский Стационарные ГТУ открытого цикла // Москва. «Машиностроение». 1979 г.

242

Уголь, как топливо ТЭС.

Пожалуй, начнём с угля. Уголь известен человечеству с давних времён. Им люди отапливают свои жилища очень давно. Это связано, прежде всего с доступностью самого топлива — некоторые залежи угля становятся доступны буквально сняв 2-3 метра верхнего слоя земли. Также давнее применение угля в качестве топлива связано ещё с тем, что его легко можно хранить. Не нужно каких-то хитрых приспособлений и построек, достаточно сложить его в кучу.

В промышленности уголь активно начали использовать с конца 18 века. Со становлением железнодорожного транспорта уголь начали использовать и там

На любом производстве важно иметь балкон, с которого будет обзор на предприятие. Балкон под ключ

Первые электростанции, работающие на угле, начали строить с конца 19 века и до сих пор уголь на ТЭС активно используется.

На первых ТЭС уголь сжигался в котлах на колосниковых решетках. Сначала кочегары лопатами закидывали уголь в топку, шлак удаляли тоже вручную. Затем появились механизированные колосниковые решетки. На них уголь ссыпался с верху из бункера, решетка двигалась и шлак падал с другого конца в приемник шлака. Это значительно облегчило труд кочегаров.

В настоящее время в электростанций не жгут уголь в виде комков. Сейчас сжигают угольную пыль. Угольная пыль получается после размола кусков угля в дробилках и различных мельницах (барабанные, молотковые, мельницы-вентиляторы и др.). Затем, угольная пыль транспортируется воздухом к горелкам, установленных в котле. На выходе из горелок в топке, угольная пыль перемешиваясь с воздухом горит.

Вы можете более подробно прочитать про .

Схема работы

Принцип работы ТЭС построен следующим образом.

Топливный материал, а также окислитель, роль которого чаще всего берет на себя подогретый воздух, непрерывным потоком подаются в топку котла.

В роли топлива могут выступать такие вещества, как уголь, нефть, мазут, газ, сланцы, торф.

Если говорить о наиболее распространенном топливе на территории Российской Федерации, то это угольная пыль.

Далее принцип работы ТЭС строится таким образом, что тепло, которое образуется за счет сжигания топлива, нагревает воду, находящуюся в паровом котле.

В результате нагрева происходит преобразование жидкости в насыщенный пар, который по пароотводу поступает в паровую турбину.

Основное предназначение этого устройства на станции заключается в том, чтобы преобразовать энергию поступившего пара, в механическую.

Все элементы турбины, способные двигаться, тесно связываются с валом, вследствие чего они вращаются, как единый механизм. Чтобы заставить вращаться вал, в паровой турбине осуществляется передача кинетической энергии пара ротору.

Экономика

Субсидии

G20 только правительства субсидируют уголь не менее чем на 63,9 миллиарда долларов США в год, почти три четверти из которых предназначены для угольных электростанций.

Факторы мощности

В 2018 году угольная электростанция коэффициент мощности в среднем 51%, то есть они проработали примерно половину доступного рабочего времени.

Неустойчивые активы

Если глобальное потепление ограничится значительно ниже 2 ° C, как указано в Парижское соглашение, угольный завод безнадежные активы к 2050 году прогнозируется более 500 миллиардов долларов США, в основном в Китае. В 2020 году мозговой центр Углеродный трекер по оценкам, 39% угольных электростанций уже были дороже, чем новые возобновляемые источники энергии и место хранения и это 73% будет к 2025 году. По состоянию на 2020 год около половины угольных энергетических компаний Китая теряют деньги, а старые и малые электростанции «не имеют надежды на получение прибыли». По состоянию на 2018 год Индия поддерживает работу потенциальных малоэффективных активов, субсидируя их.

Загрязнение [ править ]

Угольная электростанция wastestreams

В некоторых странах загрязнение контролируется наилучшими доступными методами , например, в ЕС через его Директиву о промышленных выбросах . В Соединенных Штатах угольные электростанции регулируются на национальном уровне несколькими нормативными актами по загрязнению воздуха, в том числе нормативными документами по ртути и токсичности воздуха (MATS) , руководящими указаниями по сбросам для загрязнения воды и твердыми отходами. правила в соответствии с Законом о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA).

Угольные электростанции продолжают загрязнять окружающую среду в слабо регулируемых странах, таких как Западные Балканы , Индия , Россия и Южная Африка , , вызывая ежегодно сотни тысяч преждевременных смертей.

Местное загрязнение воздуха

Ущерб здоровью от твердых частиц , диоксида серы и оксида азота происходит в основном в Азии и часто возникает из-за сжигания низкокачественного угля, такого как бурый уголь , на предприятиях, не имеющих современной системы очистки дымовых газов . Ранняя смертность из-за загрязнения воздуха оценивается в 200 на ГВт-год, однако она может быть выше на электростанциях, где скрубберы не используются, или ниже, если они расположены далеко от городов.

Загрязнение воды

Загрязняющие вещества, такие как выщелачивание тяжелых металлов в грунтовые воды из резервуаров для хранения угольной золы или свалок, загрязняют воду, возможно, на десятилетия или столетия. Сбросы загрязняющих веществ из золоотвалов в реки (или другие поверхностные водные объекты) обычно включают мышьяк , свинец , ртуть , селен , хром и кадмий .

Выбросы ртути от угольных электростанций могут снова выпадать на землю и воду во время дождя, а затем превращаться бактериями в метилртуть . В результате биомагнификации эта ртуть может достичь опасно высоких уровней в рыбе. Более половины атмосферной ртути поступает с угольных электростанций.

Угольные электростанции также выбрасывают диоксид серы и азот . Эти выбросы приводят к кислотным дождям , которые могут реструктурировать пищевые сети и привести к исчезновению популяций рыб и беспозвоночных .

Смягчение местного загрязнения

По прогнозам, по состоянию на 2018 год местное загрязнение в Китае, где находится наибольшее количество угольных электростанций, будет еще больше сокращаться в 2020-х и 2030-х годах, особенно если небольшие и низкоэффективные электростанции будут выведены из эксплуатации раньше.

Экономика [ править ]

Субсидии

Только правительства « большой двадцатки» субсидируют уголь не менее чем на 63,9 миллиарда долларов в год, почти три четверти из которых приходится на угольную энергию.

Финансы

По состоянию на 2019 год крупнейшими спонсорами являются китайские банки в рамках инициативы « Один пояс, один путь » (BRI).

Коэффициенты мощности

В 2018 году коэффициент мощности угольных электростанций составил в среднем 51%, то есть они проработали около половины доступного рабочего времени.

Мельчайшие активы

Если глобальное потепление ограничится уровнем значительно ниже 2 ° C, как указано в Парижском соглашении , к 2050 году прогнозируются неэффективные активы угольной электростанции в размере более 500 миллиардов долларов США, в основном в Китае. В 2020 году аналитический центр Carbon Tracker оценил, что 39% угольных электростанций уже были дороже, чем новые возобновляемые источники энергии и хранилища, и что 73% будут дороже к 2025 году. По состоянию на 2020 год около половины угольных энергетических компаний Китая являются такими. теряют деньги, а старые и малые электростанции «не имеют надежды на получение прибыли». По состоянию на 2018 год Индия поддерживает работу потенциально неработающих активов за счет их субсидирования.

Загрязнение

Угольная электростанция wastestreams

В некоторых странах загрязнение контролируется наилучшие доступные методы, например, в Европа через его Директива о промышленных выбросах. В Соединенных Штатах угольные электростанции регулируются на национальном уровне несколькими постановлениями о загрязнении воздуха, включая Стандарты по ртути и токсичности воздуха (MATS) регулирование, к рекомендации по сбросам за загрязнение воды, и правилами по твердым отходам в соответствии с Закон о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA).

Угольные электростанции продолжают загрязнять окружающую среду в слабо регулируемых странах, таких как Западная Балканы,Индия, Россия и Южная Африка, ежегодно вызывая сотни тысяч преждевременных смертей.

Местное загрязнение воздуха

Ущерб здоровью от частицы, Диоксид серы и оксид азота происходит в основном в Азии и часто происходит из-за сжигания угля низкого качества, такого как лигнит, у растений, лишенных современных дымовые газы лечение. Ранняя смертность из-за загрязнения воздуха оценивается в 200 на ГВт-год, однако она может быть выше на электростанциях, где скрубберы не используются, или ниже, если они расположены далеко от городов.

Загрязнение воды

Загрязняющие вещества, такие как тяжелые металлы выщелачивание в грунтовые воды из необлицованных угольная зола водохранилища или свалки загрязняют воду, возможно, на десятилетия или столетия. Выбросы загрязняющих веществ из зольные пруды к рекам (или другим поверхностным водным объектам) обычно включают мышьяк, вести, Меркурий, селен, хром, и кадмий.

Выбросы ртути от угольных электростанций могут снова выпадать на землю и воду во время дождя, а затем преобразовываться в метилртуть бактериями. Через биомагнификация, эта ртуть может достигать опасно высоких уровней в рыбе. Более половины ртути в атмосфере поступает от угольных электростанций.

Угольные электростанции также выбрасывают диоксид серы и азот. Эти выбросы приводят к кислотный дождь, который может реструктурировать пищевые полотна и привести к краху рыбы и беспозвоночный населения.

Смягчение местного загрязнения

По состоянию на 2018 год местное загрязнение в Китае, где больше всего угольных электростанций, по прогнозам, еще больше снизится в 2020-х и 2030-х годах, особенно если небольшие и низкоэффективные электростанции выйдут из эксплуатации раньше.

Выбросы углекислого газа [ править ]

Поскольку уголь в основном состоит из углерода , угольные электростанции имеют высокую углеродоемкость . В среднем угольные электростанции выбрасывают гораздо больше парниковых газов на единицу произведенной электроэнергии по сравнению с другими источниками энергии (см. Также выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла источников энергии ). В 2018 году уголь, сжигаемый для производства электроэнергии, произвел более 10 Гт CO.2 из 34 Гт от сжигания топлива (общие выбросы парниковых газов за 2018 год составили 55 Гт CO2д ).

Поэтапный отказ править

В 2020 году, хотя Китай построил несколько электростанций, в мире больше угольной энергии было выведено из эксплуатации, чем построено: Генеральный секретарь ООН заявил, что страны ОЭСР должны прекратить производство электроэнергии из угля к 2030 году, а остальной мир — к 2040 году, иначе глобальное потепление будет ограничено 1,5. ° C, цель Парижского соглашения , было бы чрезвычайно сложно.

Конверсия править

Некоторые электростанции переоборудуются для сжигания газа, биомассы или отходов а в 2023 году будут проведены испытания перехода на аккумуляторы тепла

Улавливание углерода править

Модернизация некоторых существующих угольных электростанций с улавливанием и хранением углерода рассматривалась в Китае в 2020 году но это очень дорого снижает выработку энергии и для некоторых станций технически невозможно.

Похожие записи:

Программируемый логический контроллер и его применение Что такое слаботочный щиток и зачем он нужен в квартире? Favourite Подборка лучших супер-магнитов, поисковых магнитов и редкоземельных магнитов с aliexpress Один ампер сколько миллиампер Основные характеристики тон генераторов для прозвонки кабелей