Выбор языка

Публикации

 

Международной премией «Глобальная энергия» каждый год отмечают самые выдающиеся достижения в энергетической науке и практике. Авторы этих достижений помогают всему человечеству искать пути решения проблем обеспечения энергией — сегодня и в будущем.

Зеленый газ: технология "Цикл Аллама" обещает в будущем использование углеводородного топлива без выбросов.

21 февраля, 2017

FORBES

Кристофер Хелман

«Все молодые люди вроде меня, выросшие в Англии после Второй мировой войны, были одержимы авиацией», - говорит Родни Аллам. «У меня была на стене фотография Чака Йегера после преодоления им звукового барьера на Bell X-1, первом самолете с турбовинтовым двигателем». Вдохновленный этими мощными машинами, Аллам стал инженером-химиком и поступил на работу в британское подразделение компании Air Products & Chemicals, базирующейся в г. Аллентауне (штат Пенсильвания). Там, в 70-х годах, он стал одержим идеей: как можно уловить выбросы углекислого газа, производимые гигантскими угольными электростанциями Великобритании? Он уже знал, куда деть CO2. Компании BP и Royal Dutch Shell не упустят возможность закачивать углекислый газ в свои обширные нефтяные месторождения в Северном море. Закачивание газа, используемого в качестве растворителя для высвобождения трудно извлекаемой сырой нефти, уже давно активно применяется на месторождениях Западного Техаса, где нефтяные компании используют естественные резервуары CO2. Но в Англии таких резервуаров не было вообще.

Аллам исследовал различные методы улавливания СО2, производимого гигантской 2400 мегаваттной угольной электростанцией в Шотландии. Но ни один из них не продемонстрировал достаточную эффективность. И все по одной простой причине: они были слишком дорогими. Его захватила идея сделать улавливание углерода доступным. Сначала он просто хотел решить данную техническую проблему, а затем у него появилось стремление замедлить глобальное потепление, вызываемое CO2. «Я работал как проклятый, - говорит он, - но вынужден был отказаться от своей идеи в начале 1990-х - не мог заставить это работать».

Но теперь он сделал это. В декабре 76-летний Аллам вылетел из своего дома в Великобритании, чтобы встретиться с Форбсом на строительной площадке в Техасе рядом с Хьюстонским судоходным каналом, центром крупнейшего в стране нефтехимического комплекса. После завершения его строительства (которое обойдется примерно в 150 миллионов долларов) в начале этого года, данные 5 акров стали и бетона, труб, резервуаров и высоковольтных линий станут испытательной площадкой для технологии, называемой "Цикл Аллама". Данная технология - это новая система производства электроэнергии, основанная на сжигании природного газа и улавливании всего полученного углекислого газа. Наилучшей характеристикой данной системы является то, что она производит электроэнергию по такой же низкой цене, что и другие современные газовые турбины - около 6 центов за киловатт-час.

Экологи полны надежд. «Это не просто мост в будущее, это место назначения», - говорит Джон Томпсон, руководитель программы улавливания углерода в Целевой группе по чистому воздуху. Развитие возобновляемых источников энергии идет не настолько быстро, чтобы можно было отказаться от углеводородного топлива, а атомная энергетика с ее нулевым выбросом углерода слишком дорога. «Нравится нам это или нет, но нам придется использовать углеводородное топливо в будущем, - говорит Аллам. «Задача будет заключаться в использовании углеводородного топлива для производства электроэнергии, но без выброса CO2 в атмосферу».

В 2005 году, после 44 лет сотрудничества, Аллам покинул Air Products. В 2009 году ему позвонили из 8 Rivers, венчурного инкубатора в Дареме (штата Северная Каролина). Билл Браун, соучредитель 8 Rivers, увидел обширные возможности, которые сулило использование Федерального закона о восстановлении ресурсов для финансирования исследований по улавливанию и хранению углерода. Алламу не составило труда вновь развить бурную деятельность. Вскоре он отправил рукописное изложение своих мыслей группе молодых инженеров в 8 Rivers и завершил разработку в течение шести месяцев.

Занимаясь электростанциями Fluor и Babcock & Wilcox, 8 Rivers сумела доработать предложенные технологии и доказать их состоятельность. Еще до Goldman Sachs и Morgan Stanley, Браун представил полученные результаты всем заинтересованным лицам. «Никто нам не поверил, - говорит Браун. «Они думали, что я продаю нечто бесполезное». У них были все основания для сомнений. Системы для улавливания углерода существуют, но они снижают КПД. И они стоят недешево. На сегодняшний день компания Southern Co. потратила 4 млрд. долларов сверх бюджета на своей электростанции в Миссисипи, работающей «на чистом угле». «Компании не хотят просто взять и использовать данные системы на электростанциях», - говорит Хулио Фридманн, эксперт по улавливанию углерода в Ливерморской национальной лаборатории. «Они хотят интегрированное решение».

Как раз это и предлагает им "Цикл Аллама". Чтобы понять, что собой представляет этот цикл, начните с его отличий. Большинство электростанций, работающих на угле или природном газе, используют тепло для получения пара, который проходит через турбину, вращает роторы и создает электрическую энергию. Во многих генераторах половина полезного тепла выбрасывается в атмосферу вместе с паром и, конечно же, углекислым газом. "Цикл Аллама" не использует пар. Вместо этого, для вращения турбины используется так называемая рабочая среда, представляющая собой углекислый газ. CO2, находящийся под давлением и нагретый до регулируемой температуры в 1000 градусов, находится в сверхкритическом состоянии, в котором он может расширяться, заполняя используемый для него контейнер, как газ, но при этом он имеет плотность жидкости. Вместо выброса в атмосферу, этот CO2 попадает в замкнутый контур, вращая турбины, используемые для работы генераторов. В процессе сжигания постоянно появляется дополнительный CO2, в то время как избыток CO2 отводится в трубопровод.

Электрогенерирующая компания Exelon (с годовым доходом в 35 миллиардов долларов) увидела возможности данной технологии и после нескольких месяцев раздумий стала долевым партнером. «Обычно мы не инвестируем в такие долгосрочные проекты», - говорит Рон Де Грегорио, президент Exelon Power. В ближайшие годы он потратит много миллиардов на модернизацию обширного парка устаревших электростанций Exelon.

Третьим равным партнером в компании, которая теперь называется Net Power, стала крупная публичная акционерная инжиниринговая компания CB & I (a.k.a. Chicago Bridge & Iron). Начиная с 2012 года, компания Net Power (которая станет владельцем новой электростанции в Хьюстоне) совместно с компанией Toshiba разрабатывает и осуществляет строительство системы сгорания для первой электростанции на основе "Цикла Аллама". Затраты японской компании на проведение НИОКР составили не менее 200 миллионов долларов, которые она планирует возместить по мере поступления новых заказов.

Промышленная электростанция будет обладать мощностью в 300 МВт и обеспечивать получение 800 000 тонн CO2 в год, а стоимость ее строительства составит около 300 миллионов долларов. «Мы планируем строить такие электростанции в нефтяных регионах, а затем транспортировать электроэнергию», - говорит Дэниел МакКарти, глава технологических инвестиций в CB & I. «Если вы можете генерировать энергию, не производя при этом углекислый газ и не подвергаясь каким-либо экономическим штрафным санкциям, характерным для использования существующих технологий, почему бы вам не сделать это?» Понадобится несколько месяцев, чтобы Net Power смогла доказать стабильность цикла. Аллам предсказывает, что его изобретение скоро будет само себя продавать: «Через год мы будем знать наверняка».

Материал доступен по ссылке - https://www.forbes.com/sites/christopherhelman/2017/02/21/revolutionary-power-plant-captures-all-its-carbon-emissions-at-no-extra-cost/#7fe1387d402d 

Developed by Brickwall