Воскресенье, 26.09.2021, 19:18
Приветствую Вас Гость

Д О Н Т О П Э Н Е Р Г О

Новости и информация об угле и угольной отрасли

Уголь, судя по всему, еще долго будет оставаться наиболее востребованным среди других энергоносителей. Однако сжигание угля приводит к загрязнению окружающей среды. Поэтому разработка и использование чистых технологий добычи и переработки угля является задачей №1 во всем мире.
Мировой спрос на уголь
 
На долю угля, по данным Международного энергетического агентства (МЭА), приходится около 40% мирового производства электроэнергии. В некоторых странах этот показатель значительно выше: в Китае и Австралии доля угля в производстве э/э составляет по 77%, ЮАР — 92%, Польше — 94%. С каждым годом спрос на него, особенно в развивающихся странах, продолжает расти. При этом из всех энергоносителей потребление угля растет наиболее стремительно.
Замена угля другими источниками энергии осуществляется слабо из-за высокой себестоимости последних и ограничений, связанных с их поставками. Политическая нестабильность в некоторых странах-экспортерах нефти вызывает сомнение в ритмичности поставок этого сырья и ведет к подорожанию не только нефти, но и природного газа.
Альтернативные источники энергии, в частности ветер и биомасса, также пока не могут существенно повлиять на снижение объемов использования угля. Основная проблема ветроэнергетики — неравномерность ветра и невозможность обеспечить непрерывный поток энергии. Опыт использования энергии берегового ветра показал, что коэффициент электрической нагрузки обычно на 18-20% ниже ожидаемого, а периоды пиковой энергии ветра редко совпадают с периодами пикового потребления э/э. Прерывистый и рассредоточенный характер энергии ветра требует значительных дополнительных капиталовложений в резервные мощности традиционной энергогенерации и сети электропередачи.
Таким образом, несмотря на существование альтернативных источников энергии, их географическая концентрация, высокая себестоимость и продолжительный период освоения делают маловероятным возможность значительного замещения ими угля при производстве э/э.
Все это, а также широкое распространение, надежность поставок и конкурентоспособная цена угля позволяют сделать вывод, что и в будущем он останется основным ископаемым топливом для удовлетворения энергетических потребностей населения планеты.
Однако рост мощностей угольной энергетики влечет за собой экологические проблемы. Уголь считается самым "грязным" энергоносителем. Причем значительный вред окружающей среде наносится как при его добыче (загрязнение наземных водных источников и подземных вод, превращение плодородных земель в терриконы), так и при сжигании.
Следовательно, необходимо ускорить разработку и повсеместное внедрение технологий, которые уменьшат негативное воздействие на окружающую среду от использования угля уже в самом ближайшем будущем.
Технологии
За последние 30-40 лет накоплен значительный опыт внедрения чистых технологий добычи и переработки угля. Изначально акцент делался на сокращение выбросов твердых частиц в отработанных газах — сернистого ангидрида, окисей азота и ртути. Со временем вектор исследований чистых технологий добычи и переработки угля сместился в сторону разработки и использования технологий с низким и близким к нулю уровнем выбросов парниковых газов, таких как улавливание и хранение СО2.
МЭА в настоящее время определены четыре группы чистых технологий использования угля, которые могут резко сократить выбросы парниковых газов — улучшение качества угля, повышение производительности существующих электростанций, усовершенствованные технологии и технологии с близким к нулю уровнем выбросов загрязняющих веществ.
По мнению Консультативного совета угольной промышленности (CIAB), пятой группой чистых технологий использования угля, необходимых для сокращения выбросов парниковых газов, должна стать транспортировка и хранение СО2.
Улучшение качества угля
 
За счет улучшения качества угля путем его промывки, сушки и брикетирования можно снизить объем выбросов вредных газов всего на 5%. Но применение этих процессов важно, т.к. они обеспечивают немедленный эффект сокращения выбросов СО2.
Данные процессы предполагают использование известных промышленных технологий, применяемых в США, Европе, Японии и Австралии.
Так, для повышения качества угля с помощью его промывки применяются в основном два метода. Один из них — метод промывки водой с вымыванием из породы более легкого угля. Второй метод заключается в погрузке необработанного угля в жидкость, имеющую плотность, промежуточную между плотностями угля и скальной породы, в которой уголь всплывает, а скальная порода — тонет (разделение в плотной среде).
Для улучшения низкосортных углей с высокой влажностью применяют в основном процесс термической сушки. Однако получаемый уголь достаточно рыхлый и может снова поглощать влагу. Изготовить стабильный, хорошо транспортируемый продукт позволяет брикетирование.
Несмотря на доступность и простоту технологий улучшения качества угля, они все еще не достаточно широко распространены в странах с развивающейся экономикой.
Повышение эффективности электростанций
 
Эффективность электростанций на угольном топливе в мире составляет около 35%, но у наиболее передовых станций этот показатель может достигать 47%. Таким образом, эффективность большинства электростанций намного ниже потенциала передовых технологий. А ведь повышение теплового КПД до 40% снижает выбросы СО2 на 22%.
Повышения эффективности ТЭС можно достичь за счет их модернизации и внедрения новых технологий.
Усовершенствованные технологии
 
Исследования и разработка сверхкритических (СК) и ультрасверхкритических (УСК) технологий сегодня считаются основными направлениями развития электроэнергетики. В настоящее время эффективность угольных энергоблоков, использующих технологию применения сверхкритических параметров пара (температура пара на выходе достигает 540-5660С, а давление составляет 250 бар), получивших широкое распространение в Европе и Японии, может достигать 42-45%. В некоторых странах уже работают энергоблоки с ультрасверхкритическими параметрами пара (температура пара на выходе превышает 5900С, а давление свыше 250 бар).
По данным МЭА за 2008 г., в мире существовало 240 сверхкритических энергоблоков и 24 ультрасверхкритических. Снижение стоимости этих технологий остается сложной и достаточно важной задачей. Только новые разрабатываемые виды высоколегированной стали помогут свести к минимуму проблему коррозии, позволят работать механизмам при достаточно высоких температурах, а новое контролирующее оборудование придаст большую гибкость станциям такого типа.
Другими мерами по сокращению выбросов вредных газов являются повышение эффективности работы энергоблоков (многие старые пылеугольные блоки работают с КПД ниже 30% и подлежат незамедлительной модернизации), а также газификация угля.
Газификация угля лишь последние 35 лет стала считаться одним из направлений развития чистых технологий угля. К достоинствам газификации можно отнести гибкость в использовании различного исходного материала (например, угля, биомассы, гудрона и промышленного топлива, получаемого вакуумной перегонкой мазута), а также наличие вариантов производства различных продуктов (например, электроэнергии, химикатов, водорода, моторных топлив и синтетического природного газа). Потенциально с помощью технологии комбинированного цикла с внутренней газификацией угля можно достичь более высокой эффективности по сравнению со сверхкритическими, ультрасверхкритическими котлами.
 
Несмотря на то, что данная технология еще недостаточно освоена и требует дальнейших исследований и разработок, в Нидерландах, Испании и США уже успешно ее применяют.
Существуют и другие передовые развивающиеся технологии, например, топливные элементы. Однако прежде чем они будут готовы к широкомасштабному внедрению, необходимо будет провести не один десяток исследований.
Технологии с близким к нулю уровнем выбросов
 
В настоящее время существует три основных подхода к улавливанию СО2 на электростанциях:
системы улавливания после сжигания отделяют СО2, произведенный "продутым" сжиганием топлива;
системы улавливания до сжигания обрабатывают первичное топливо в реакторе или установке для газификации угля и производят синтез-газ, который потом преобразуется и делится на два газовых потока — СО2 для хранения и водород (может использоваться в качестве топлива для газовой турбины или моторного топлива);
системы сжигания обогащенного кислородом топлива.
Улавливание СО2 при продуваемом воздухом сжигании угля включает в себя его отделение и непосредственно улавливание СО2 низкой концентрации из дымового газа. Наиболее предпочтительным вариантом среди других процессов улавливания после сжигания (наименьший уровень энергопотребления и затрат) является процесс адсорбции (поглощения), в котором для отделения СО2 используются жидкие растворители.
Несмотря на то, что данную технологию можно применять как на совершенно новой электростанции, так и адаптировать под уже существующую, она пока не нашла широкого применения на крупных угольных электростанциях. Существует ряд нерешенных проблем: для процесса необходим очищенный дымовой газ, выпуск поглощенного СО2 и восстановление применяющегося для адсорбции растворителя влечет за собой высокие пассивные потери энергии, которые оказывают негативное влияние на эффективность электрогенерации.
Применение технологий улавливания СО2 до сжигания в установках для газификации угля требует дополнительной установки смещенного реактора для производства смеси водорода и СО2 с последующей сепарацией СО2 и сжатием его для транспортировки. Уже много лет используются лишь отдельные компоненты технологии улавливания СО2 до сжигания. Для полноценной работы технологии необходимы дополнительные исследования и разработки.
Все основные компоненты для сжигания обогащенного кислородом топлива также существуют в промышленных масштабах лишь в отдельности. Демонстрационный показ их интеграции в процессе сжигания был проведен пока только в лабораторных условиях. Данная технология не сильно отличается от сжигания с использованием воздуха, но полупромышленная интеграция всех основных компонентов еще впереди.
Основной проблемой сжигания обогащенного кислородом топлива остается высокое потребление энергии при разделении воздуха для получения необходимого потока кислорода. Обогащенное кислородом топливо позволяет улавливать СО2 путем прямого сжатия дымового газа и не требует дальнейшего химического улавливания или разделения. Процесс сжигания обогащенного кислородом топлива также можно адаптировать к использованию на существующих электростанциях, однако его применение может быть ограничено из-за высоких энергопотерь в процессе разделения воздуха. В то же время у этого процесса есть значительный потенциал для применения на новых электростанциях.
Транспортировка и хранение СО2
 
Для успешного внедрения технологий чистого угля необходимо также разработать эффективные способы транспортировки и долгосрочного хранения СО2.
Существуют предложения по хранению СО2 в соленосных формациях, истощенных залежах нефти и газа, глубинных угольных жилах, сланцевых и базальтовых формациях. Несмотря на то, что сегодня в некоторых странах уже накоплен опредеоенный опыт транспортировки и хранения СО2, необходимы дополнительные широкомасштабные исследования для выбора оптимального места, где можно будет разместить крупные хранилища СО2 и обеспечить их безопасность.
ЧТО ТАКОЕ CIAB
Консультативный совет угольной промышленности (CIAB) — это группа высокопоставленных должностных лиц промышленных предприятий, связанных с добычей и переработкой угля. Совет был основан Международным энергетическим агентством в июле 1979 г. для консультирования МЭА по ряду вопросов, связанных с угольной промышленностью. На сегодняшний день в CIAB входят 45 членов из 19 стран, которые обмениваются опытом в сфере угледобычи, электроэнергетики и других аспектов использования, сбыта и транспортировки угля.
Поиск по сайту
Календарь новостей
«  Сентябрь 2021  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930
Архив новостей
Наш опрос
Какой уголь Вы считаете наиболее востребованным в Украине
Всего ответов: 484
Статистика
Copyright Dontopenergo © 2021