Другие способы повышения эффективности использования топлива

Одной из тенденций развития современной энергетики является применение комплексных подходов, когда одновременно производятся не только электроэнергия и тепло, но и синтетическое жидкое топливо и другие полезные продукты. При этом речь уже идёт не об электростанциях, а об энсрготсхнологических комплексах. В их основе преимущественно лежат методы глубокой переработки угля, основанные, главным образом, на пиролизе и газификации.

Пиролиз заключается в нагреве твердого топлива без доступа кислорода. В результате образуется горючая смесь, которая состоит из твердого коксового остатка (кокса или полукокса), жидкой фракции (смолы) и газообразных продуктов (пиролизного газа). В настоящее время на основе пиролиза разрабатываются технологии комплексного использования угля с получением энергии, синтетического жидкого топлива, горючего газа, разнообразных химических продуктов.

Газификация — это производство горючего газа (синтез-газа) при неполном окислении угля. Синтез-газ состоит преимущественно из оксида углерода и водорода и может быть использован для производства электроэнергии, тепла, водорода, синтетического жидкого топлива и других продуктов. Интерес к газификации возродился в последнее время после десятилетий забвения (эта технология не выдержала конкуренции с добычей природного газа). Многообещающим подходом было предложение по подземной газификации (Д.И. Менделеев, 1888), которая заключается в закачке в угольную шахту через скважину окислителя и в последующем извлечении продуктов газификации через другую или эту же скважину. Наибольших достижений в производстве из угля синтетического топлива в 30−40-е гг. прошедшего столетия достигла Гсрмания. В паши дни лидером по подземной газификации угля является Китай (действуют более 10 станций подземной газификации).

На ряде предприятий эффективность потребления энергоресурсов может быть существенно повышена за счет применения тригенерации — прсобразовывания в холод части тепловой энергии, потребности в которой могут быть минимальными в летний период.

Комплексный подход реализуется и в виде использования нескольких видов топлива (многотопливный подход — Multifuel concept) для получения электрической и тепловой энергии. В результате резко повышаются эффективность, экономичность, управляемость, маневренность, а также проявляются другие достоинства. Уже эксплуатируются энергоблоки, в котлах которых могут сжигаться природный газ, мазут, древесные пеллеты и солома. Разработан целый ряд других перспективных энерготехнологических схем, куда встроены одновременно несколько устройств разного типа, таких как тепловые насосы, двигатели Стирлинга, топливные элементы, разнообразные химические реакторы.

Современные информационные технологии позволяют на уровне электростанции в режиме реального времени решать задачу оптимизации загрузки основного оборудования по теплу и электроэнергии, опираясь на критерии минимизации затрат на сжигаемое топливо, с параллельным формированием (выбором) состава работающего оборудования.

В 2010 г. в «Генеральную схему размещения объектов электроэнергетики» включен дополнительный раздел «Инновационное развитие», предусматривающий запуск более 20 пилотных демонстрационных объектов, что ускорит движение по пути повышения эффективности российской энергетики.

Вопросы и задания

• 1. Назовите 3 наиболее эффективных и три наименее эффективных типа генерации по показателям «стоимость 1 кВт установленной мощности — стоимость выработки 1 кВт ч электроэнергии».
• 2. Назовите рекордные параметры современных угольных энергоагрегатов.
• 3. Каковы реализованные на сегодня способы повышения эффективности сжигания угля?
• 4. Основные достоинства ПГУ, но сравнению с паросиловыми (паротурбинными) агрегатами?
• 5. Что такое «когенерация»? Какова эффективность её использования?