Čisté technologie pro špinavé uhelné elektrárny
Pro mnohé „ekologicky“ smýšlející je “uhelná elektrárna“ skoro neslušné slovní spojení. Nalijme si však čistého vína. I přes ohromný rozvoj, obnovitelných zdrojů v posledních letech budou uhelné elektrárny i po další desítky let jedním z hlavních zdrojů elektrické energie. Proto se vyvíjejí moderní technologie, které provoz uhelných elektráren učiní šetrnější k přírodě.
Podle některých odhadů se dnes na celém světě 40 % elektrické energie vyrábí v uhelných elektrárnách. V roce 2030 má tento podíl stoupnout dokonce až na 44 %.
V současné době existují nejméně čtyři technologie jak vyrobit elektrickou energii z uhlí. Prvním typem jsou uhelné elektrárny s práškovým ohništěm (PC). Surové uhlí se nejdřív rozemele a poté se obřími ventilátory vhání do spalovacího prostoru. Vzniká horký plyn, jehož energie se využije k pohonu generátoru elektrické energie.
Dalším typem jsou moderní systémy cirkulačního nebo tlakového spalování ve fluidní vrstvě (CFBC nebo PFBC). Systém spalování vychází z poznatku, že jemně namleté uhlí se v proudu vzduchu a ve vhodně zvoleném tvaru spalovacího prostoru chová jako vroucí kapalina. Částečky uhlí jsou obaleny vzduchem a hoření je pak velmi rychlé.
Uhelná elektrárna Lippendorf – Německo, Zdroj: Weber Lifttechnik
Jako nejnadějnější a nejekologičtější se dnes jeví systém s kombinovaným cyklem zplyňování uhlí (IGCC). Uhlí se za působení kyslíku zplyňuje v reaktoru. Vzniká syntetický plyn, který se přivádí do plynové turbíny.
Z plynové turbíny vychází horký plyn, jehož teplo se využije k výrobě páry. Pára se poté přivádí ke klasické parní turbíně. Elektrická energie se vyrábí jak pomocí plynové, tak i pomocí parní turbíny.
Schéma IGCC elektrárny, Zdroj: Reich-Chemistry
Elektrárny typu IGCC, mohou v současné době dosahovat účinnosti až 50-52 %. Současně mohou mít emise síry nižší o 99 % a emise oxidu uhličitého menší o 40 % oproti klasickým úhelným elektrárnám.
Vývoj nových odolnějších materiálu např. pro plynové turbíny, navíc dovolí zvednout účinnost elektráren. Podle odhadů by tak elektrárny typu IGCC mohly v budoucnu dosáhnout účinnosti mezi 53-56 %. Pro srovnání, jaderné elektrárny mají účinnost cca 30 %. O obnovitelných zdrojích (zatím) raději ani nemluvě.
Všechny výše popsané technologie mohou být vylepšeny systémem na zachycení a uskladnění kysličníku uhličitého pod zem (CCS). V tomto případě by emise CO2 mohly teoreticky klesnout až k nulovým hodnotám.
Nevýhodou je nižší účinnost elektrárny a nutnost vhodných geologických podmínek pro uskladnění CO2. Problémem je i absence dlouhodobých zkušeností s touto technologií.
Ať se nám to líbí nebo ne, budeme muset s uhelnými elektrárnami žít po mnoho následujících dekád. Je tedy víc než žádoucí hledat moderní technologie, které učiní jejich provoz co nejvíce šetrný k přírodě.
V článku se uvádějí podle mého názoru nepravdivé údaje. Například imise CO2 nemohou v nejnovějších typech uhelných elektráren klesnout o 40% při jen zhruba 10% zvýšení účinnosti spalování uhlí. Kam by se v takovém případě CO2 vzniklým spalováním poděl? V současné době se vyrábí spalováním uhlí zhruba 40% elektrické energie, ale většina světových států se v roce 2016 písemně zavázala v Paříži k velkému snižení CO2 do roku 2030. Proč by se potom měla zvýšit celosvětově výroba elektrické energie v roce 2030 v uhelných elektrárnách na podíl 44%? Již na počátku února 2017 je z vývoje sluneční aktivity patrné, že současný 24 sluneční cyklus bude trvat zhruba 9 let a z minulých cyklů víme, že po krátším slunečním cyklu následoval často v minulosti cyklus s vyšším vrcholem. V období let 2012 až 2014 bylo zaznamenáno například v Grónsku rekordní tání ledovců, dá se tedy předpokládat, že se toto tání ještě v období vrcholu příštího slunečního cyklu zvýší a v důsledku toho dojde k rekordně velkému zvýšení hladiny světového oceánu a dojde v důsledku toho k další velké migraci obyvatel na Zeměkouli. Samozřejmě těžaři uhlí tento budoucí vývoj ignorují.
Zdravím!
Pěkný článek, ale přijde mi příliš optimistický. Čistější technologie pro spalování fosilních paliv se ve světě sice opravdu vyvíjí, ale já osobně si myslím, že bychom měli tláčit o vývoj jiným směrem – bez fosilních paliv. Ano, během takového snažení je jistě dobrý nápad modernizovat naše uhelné elektrárny, dát na ně ještě novější filtry a zvýšit jejich efektivitu. Ale spoléhat se na to jako na konečné řešení je podle mě špatná cesta. Kór v českém prostředí, kde to většinou znamená nepřátelskou likvidaci všech alternativ, uchlácholení veřejnosti modernizací, ke které ale dochází pozdě, předraženě nebo vůbec, a nakonec i v poslední době odstavení zákona o čistém ovzduší, tedy zrušení legislativní motivace soukromého sektoru k nasazování těchto čistých technologií.
Stran povzdechu nad efektivitou obnovitelných zdrojů vřele doporučuji blog kalifornského astrofyzika Toma Murphyho. Je fakt dobrý a píše lehčeji a méně angažovaněji než já :-)
http://physics.ucsd.edu/do-the-math/2011/09/dont-be-a-pv-efficiency-snob/
Ještě dodám, že údaje platí pro celý svět.
Vycházel jsem z časopisu MetalWorking World 1/11 . Odkazovali se na International Energy Agency a její zprávu z roku 2008.
Něco jsem našel tady http://news.softpedia.com/news/IEA-Decides-Coal-Will-Dominate-Until-2030-97950.shtml
Akorat, trend je presne opacny, alespon u nas elektrina z uhelnych elektraren klesa. Uz ted je pod 50%.
Narusta energie z jaderek a obnovitelne zdroje.
Ale uz nemuzu najit ten odkaz kde to bylo.