"Packinox" didina ekonomiškai efektyvių švarių anglių šansus

Didėjančio išmetamo CO₂ kiekio iššūkių sprendimas

Tarptautinės energetikos agentūros duomenimis, akmens anglimis kūrenamos elektrinės pagamina apie trečdalį pasaulyje išmetamo anglies dioksido kiekio, o 2035 m. jų dalis padidės iki 45 proc. Nors dedamos didžiulės pastangos ieškant ir plėtojant atsinaujinančius energijos šaltinius, praeis daug laiko, kol šios technologijos bus pakankamai išvystytos, kad taptų rimta alternatyva anglims ir kitam iškastiniam kurui. Todėl labai svarbu rasti švaresnių anglies deginimo būdų.

Anglies dioksido surinkimas ir saugojimas (angl. CCS) - tai anglies dioksido surinkimo, suspaudimo ir saugojimo technologijų grupė, skirta šiai problemai spręsti. Pastaraisiais metais CCS technologijoms įvertinti buvo pastatyti nedideli CCS įrenginiai, o vėliau - pirmieji pramoninio masto įrenginiai. Tačiau dar daug ką reikia nuveikti, nes, 2020 m. duomenimis, iš 35 mlrd. išmestų tonų CO₂ ekvivalento sugrąžinama tik apie 35 mln. tonų. Dvi didžiausios pasaulyje akmens anglių naudotojos elektros energijos gamybai - Jungtinės Valstijos ir Kinija - siekia tapti pasaulinėmis CCS lyderėmis.

Du metodai

Dvi labiausiai paplitusios anglies dioksido surinkimo technologijos yra išankstinis ir paskesnis deginimas. Po sudeginimo CO₂ pašalinamas sudeginus anglis. Ši technologija sukurta įprastinėms anglimis kūrenamoms elektrinėms, kuriose akmens anglis naudojama kaip kietasis kuras, kad degant būtų gaminama šiluma ir elektros energija. Tai labiausiai paplitęs elektros energijos gamybos iš anglies būdas. 

Prieš deginimą įrenginiuose anglies dioksidas pašalinamas prieš deginimą. Ši technologija sukurta integruoto dujinimo kombinuoto ciklo (IGCC) jėgainėms, kuriose dujinimo procese anglis paverčiama sintetinėmis dujomis, naudojamomis jėgainės kurui. IGCC maksimaliai padidina elektros energijos gamybą ir sumažina oro teršalų, daugiausia NOx ir SOx, išmetimą.

CCS šalinimo technologijos yra panašios po ir prieš deginimą. Dujos, kuriose yra _CO2, susiduria su tirpikliu, kuris iš pradžių sugauna _CO2, o paskui jį išlaisvina, todėl anglies dioksidas gali būti suspaustas ir saugomas.

Sulaikytas CO₂ gali būti saugomas geologiniuose dariniuose. Jis taip pat gali būti naudojamas geresnei naftos gavybai (EOR) - tai metodas, kai anglies dioksidas, sumaišytas su vandeniu, pumpuojamas į senus naftos gręžinius, kad būtų lengviau išgauti papildomos naftos. JAV energetikos departamento duomenimis, EOR technologija gali padidinti vietinės naftos gavybos efektyvumą nuo maždaug 30 proc. iki daugiau kaip 60 proc. 

Energijos sąnaudų mažinimas naudojant efektyvų šilumos perdavimą

CCS procese reikia daug aušinimo, šildymo, kondensacijos ir pakartotinio virimo etapų, todėl energijos sąnaudos sudaro didelę CCS proceso sąnaudų dalį. Efektyvūs šilumokaičiai yra esminis veiksnys, padedantis sumažinti CCS sąnaudas, todėl šis procesas tampa komerciškai gyvybingesnis.

"Alfa Laval" šilumokaičių technologiją įdiegė beveik pusėje iš 30-40 pasaulyje veikiančių nedidelių bandomųjų CCS gamyklų. CCS technologijai perėjus į naują etapą, kai statomos didelio masto demonstracinės aikštelės, "Alfa Laval Packinox" šilumokaitis pasirodė esąs vertingas, ypač IGCC jėgainių išankstinio degimo procese.

"Packinox" - idealus šilumokaitis CCS įrenginiams

"Alfa Laval Packinox" yra paprasčiausias įrenginio išdėstymas dabartinėje rinkoje. Pavyzdžiui, 600 MW galios moderniai IGCC-CCS įmonei reikia tik dviejų "Packinox" šilumokaičių, palyginti su daug kartų didesniu skaičiumi, palyginti su daug kartų didesniu skaičiumi, palyginti su apvalkalo ir vamzdžių konstrukcijomis.

Todėl "Packinox" yra vienas iš mažiausių kapitalo ir eksploatavimo sąnaudų sprendimų, nes ji gali užtikrinti aukšto šilumos perdavimo koeficiento ir labai didelio šilumos perdavimo paviršiaus ploto vienam šilumokaičiui (iki 20 000 kvadratinių metrų) derinį. Šios dvi savybės yra svarbios šilumos perdavimo procesui, nes jis susijęs su labai mažais temperatūrų skirtumais tarp skysčių ir dideliais srautais. 

"Packinox" papildomai sutaupoma naudojant plokštelę, kurios vidinis tūris yra labai mažas, todėl sumažėja tirpiklio kiekis proceso cikle. Be to, "Packinox" gali veikti esant slėgiui, panašiam į dujinimo įrenginio slėgį. Ikisdeginimo įrenginiuose, kuriuose dujinimo įrenginys veikia aukštu slėgiu, tai leidžia išvalyti sinergiją, prieš tai jos nesuspaudžiant, todėl vėliau sutaupoma daug CO₂ pakartotinio suspaudimo sąnaudų.

Du įrenginiai JAV

JAV vyriausybė teigia į CCS investavusi daugiausiai pasaulyje - Energetikos departamentas panaudojo beveik 4 mlrd. JAV dolerių federalinių lėšų ir daugiau nei 7 mlrd. JAV dolerių privačių investicijų keliems demonstraciniams projektams įgyvendinti.

"Alfa Laval" sėkmingai įrengė du anglies dioksido surinkimo įrenginius didžiausiose JAV IGCC jėgainėse: vienas įrenginys buvo modernizuotas, kad būtų parengtas anglies dioksido surinkimui Edwardsporte, Indianos valstijoje, kitas - 600 MW galios Misisipės elektrinėje - pirmojoje pasaulyje IGCC jėgainėje, kurioje CO₂ buvo surenkamas nuo pat jos eksploatavimo pradžios. Abiem surinkimo įrenginiams, nepaisant jų didelio pajėgumo, prireikė tik dviejų labai didelio dydžio "Packinox" šilumokaičių, ir jie veikia patenkinamai, kai yra aktyvūs.

Autorius: Autorius: Michael Lawton