Повышение эффективности угольных электростанций

Содержание
Потенциал повышения эффективности
Препятствия к повышению эффективности
Высокая эффективность и низкие выбросы в дорожной карте угольных технологий
Выводы

Потребуется широкий спектр технологий, чтобы существенно сократить выбросы CO2, связанные с энергетикой.
source: IEA Energy Technology Perspectives 2010
Основные технологии сокращения выбросов CO2 в мире

Средняя эффективность угольных электростанций в мире
Показатели далеки от лучших имеющихся технологий:
Nordjyllandsvaerket 3 (каменный уголь, Дания) общий КПД – 47% (низшая теплотворная способность).
Niederaussem K (лигнит, Германия) общий КПД – 43% (низшая теплотворная способность).
Источник: анализ автора
Средняя эффективность не улучшается.

Некоторые из причин
Технологии улучшаются, распространяются передовые наработки, строятся сверхкритические (СК) и ультрасверхкритические (УСК) ТЭС;
НО
Все еще строятся ТЭС с докритическими параметрами;
СК/УСК ТЭС неэффективны для небольших мощностей;
Ухудшается качество угля;
Существующие фонды ТЭС устаревают;
Системам по обогащению угля нужна энергия.
Эффективность электрогенерации недостаточно высока, чтобы помочь достичь уровня концентрации СО2 в атмосфере на уровне 450ppm.

Эффективность и выбросы CO2
Пример приведен для наглядности. Приблизительные оценки автора исходят из параметров: 1 т СО2 за МВт при эффективности 0,33
Повышение эффективности на 1% может сократить выбросы CO2 на ТЭС в среднем на 3%.

Эффективность и угольные ресурсы
Пример приведен для наглядности. Приблизительные оценки автора основываются на имеющемся фонде ТЭС .
Рост эффективности экономит затраты на топливо.

Это не так легко
Предоставление информации об эффективности усложняется из-за отсутствия в мире установленных процедуры или стандартов:
Низкая/высокая теплотворная способность
Брутто/нетто
Разные разграничения электростанций и регламентов
На эффективность влияют условия каждой ТЭС:
Качество угля
Температура охлаждающей воды
Условия эксплуатации
Возможности технического обслуживания

… и путь к цели не без препятствий
Финансовые проблемы:
Недостаток финансирования
Регулируемые тарифы могут помешать получить приемлемую прибыль от инвестиций
Качество угля:
Обогащается ли уголь? Стоимость?
Окупятся ли инвестиции?
Готов ли покупатель использовать чистые угольные технологии? Техническая совместимость ТЭС.
Местные/региональные условия:
Центральное отопление
теплоэлектроцентрали
Внешние факторы:
Отсутствие ограничений/налогов на выбросы

Сценарий текущих стратегий
Сценарий новых стратегий
Сценарий «450»
Первичный спрос на уголь в мире в разных сценариях
Потребление угля сильно зависит от политики.

Установить контрольные точки для развития угольных технологий для электрогенерации до 2050 г.;
Рассмотреть технические, финансовые, политические и другие вопросы, относящиеся к повышению эффективности угольной электрогенерации;
Изучить региональные последствия такого пути развития, особенно для стран – крупных потребителей угля.
Дорожная карта по углю – задачи

Июнь 2011 Семинар по долгосрочной перспективе внедрения чистых угольных технологий
Май – сентябрь 2011 Обзор угольной электрогенерации: технологии, политика, нормативная база, …
Июнь – декабрь 2011 Региональные семинары в США, Китае, Индии, Восточной Европе
Январь – февраль 2012 Проект дорожной карты
Март 2012 Семинар по рассмотрению выводов
Апрель – июнь 2012 Финальная редакция, рецензирование, редактирование и верстка
Июль 2012 Публикация карты
Дорожная карта по углю – график

Выводы
Повышение эффективности очень важно для экологической стабильности, энергобезопасности и долгосрочного экономического развития;
Потенциал усовершенствования технологий велик. Нужно продолжить НИОКР в этой области;
Технологии для повышения эффективности уже существуют. Однако существуют также и барьеры на пути их внедрения.
Устранение этих барьеров – важнейшая и неотложная задача.