Строительство ТЭС для демонстрации нового рабочего цикла

[22sobaki.livejournal.com]

В Ла-Порте, штат Техас, идет строительство электростанции полезной мощностью 25 МВт, которая должна продемонстрировать работу на основе т.н. цикла Аллама.

На входе - кислород и природный газ, на выходе - вода и углекислота. Нулевые выбросы в атмосферу.


Цикл назван в честь его изобретателя Родни Аллама (Rodney John Allam).

"Природный газ (или синтез-газ от газификации угля) сжигается в камере сгорания с чистым кислородом под высоким давлением, а получившейся в результате реакции диоксид углерода (СО2) используется в качестве рабочего тела в полупроницаемом замкнутом контуре для привода специальной турбины. Получившиеся побочные продукты после совершения работы в турбине, в основном жидкая вода и СО2, возвращаются обратно в процесс и лишь частично изымаются из процесса".

Что делать с получившейся водой придумать можно, а углекислый газ может, например, быть закачан в нефтяные скважины для повышения нефтеотдачи или использован "в различных промышленных процессах".
Никаких дымовых труб, окислов азота и т.д.









Разработчики (NET Power) утверждают, что система 100%-но усваивает углерод и имеет КПД нетто (КПД по выработанной электроэнергии минус потребление ее на собственные нужды) в районе 58...60% на природном газе и 50...52% на угле.

Инвестиции в строительство станции составили $140 млн.
Стройка:


В проекте принимает участие "Toshiba". Там разработали и в сентябре 2016 должны поставить на станцию турбину для работы на диоксиде углерода. Турбина будет работать при давлении в 300 атм и температуре порядка +1200 градусов (т.е. температура как у газовой турбины, а давление - как у паровой). Японцы заявляют, что готовы поднять рабочую температуру, но, возможно, потребуются другие материалы (сейчас турбина изготовлена из сплавов с высоким содержанием никеля, хрома, молибдена и ванадия).

К пуско-наладке пилотной станции рассчитывают приступить в начале 2017 года.

Если на демоверсии все пойдет хорошо, то следующим этапом будет создание к концу 2019 - началу 2020 года коммерческой станции на 295 МВт электрической мощности. На эту тему разработчики уже будто бы ведут активные переговоры с потенциальными заказчиками, преимущественно из нефтегазового сектора.

Годовая выработка углекислоты на этой, "большой" станции составит 270 тыс.тонн. Предполагается, что продавая СО2 по цене от $5 до $50 за тонну, ТЭС сможет генерировать дополнительный доход. На пилотной станции СО2 будут пока просто сбрасывать в атмосферу.

Источники на русском и на английском 1, 2, 3.
Здесь Аллам дает интервью с пояснениями, но, по-моему, переводчик иногда жжет.

Что думаете, коллеги?

Comments

[e-maksimov.livejournal.com]

На пилотной станции СО2 будут пока просто сбрасывать в атмосферу - основная рекламируемая фишка цикла Аллама в бОльшей экологичности в сравнение с обычным горением газа в атмосферном воздухе, т.е. без без утилизации CO2 нет смысла обсуждать. Затраты на получение кислорода и более дорогое оборудование говорят сами за себя.

СО2 будут пока просто сбрасывать в атмосферу

[max-andriyahov.livejournal.com]

возвращаются обратно в процесс и лишь частично изымаются из процесса".

так что разница есть

[chapai67.livejournal.com]

чтоб оригинальную статью не прочесть? И в экологичности, и в КПД.

Утилизация тоже предусмативается. причем всего от излишнего CO2 до использования серы, если сингаз из угля. Не в виде выбросов в атмосферу а готовых к примененияю продуктов.
Уголь сам по себе невыгоден и вреден в обычном выхлопе, а тут - вполне. Но все это затачивается под дешевый (шальной?) газ.

в части конечной стоимости после всего всего - киловатт выходит дешевле.
Проблема лишь в стоимости всей конструкции. Пока можно было гадить в атмосферу - было выгоднее гадить. Теперь вот такие станции лабать.

[yuddp.livejournal.com]

Чтобы получить кислород, надо разложить воду на составляющие.
Процесс идёт с потреблением электроэнергии.
В итоге всё сводится к обычной ТЭС.
Так что, чудес в физике не бывает.

Люди успешно "пилят" деньги, как Маск.
Молодцы!

В итоге всё сводится к обычной ТЭС.

[max-andriyahov.livejournal.com]

а в цифрах?

[aterentiev.livejournal.com]

В промышленности кислород в основном получают таки из воздуха.
Вопрос КПД этого процесса оставлю открытым - я не знаю.

[tnenergy.livejournal.com]

>Чтобы получить кислород, надо разложить воду на составляющие.

Других вариантов точно нет?

[fan-d-or.livejournal.com]

>> углекислый газ может, например, быть закачен в нефтяные скважины для повышения нефтеотдачи или использован "в различных промышленных процессах".
Никаких дымовых труб, окислов азота и т.д.

Интересно - типа скважина, это типа портал, перебрасывающий углекислоту на марс?
Или всё же двуокись углерода в конечном итоге будет сброшена в окружающую среду?

А какие "различные промышленные процессы" являются потребителями двуокиси углерода?!

[e-maksimov.livejournal.com]

Будут газировать напитки.

[beobahter.livejournal.com]

"А какие "различные промышленные процессы" являются потребителями двуокиси углерода?!"

Самым главным потребителем углекислого газа является сельское хозяйство.

Мы этот газ в конце концов едим :)

[ivanrak.livejournal.com]

Сварка, например.

[sizif73.livejournal.com]

Где-то с месяц назад были восторженные материалы, что на какой-то экспериментальной станции закаченный в землю газ как-то неожиданно быстро связался с горной породой. Тема не моя, так что деталей не запомнил.

[chapai67.livejournal.com]

вопрос в конечном балансе и выхлопе. Использования дофига. причем часть такая , где связывается или капсулируется.
И при наличии дешевого источника чистого сжиженного газа - будет только больше.

То есть не сразу все в атмосферу вместе с говном, а в промышленныей цикл. Что в целом уменьшает вред в целом, именно за счет смены баланса.

[e-maksimov.livejournal.com]

Я так понимаю, что первоначальная картинка с радостной "утилизацией" 94% СО2 вводит в заблуждение слабых умом и они начинают думать, что СО2 в атмосферу выбрасывается в малых объемах - "каких-то жалких 3,25% от всего объема СО2!". Фигушки. Сколько получили СО2 в камере сгорания, столько и получили на выходе, назовите 94% СО2 рабочим телом и выделите в отдельный поток на схеме и получится обычная тепловая станция, по сути. Без утилизации выбрасываемого СО2 этот цикл превращается в аттракцион по разводу лоха, которому предлагается платить больше за ровно то же самое, что дает современная тепловая станция на газе. Если СО2 будут утилизировать сравнительно дешевым способом, то возросшая себестоимость может как-то компенсировать снижением экологической нагрузки. А пока - зачем платить больше?

[jmyshanya.livejournal.com]

Я придумал, как снизить выбросы СО2. Если вдвое увеличить объем углекислого газа в системе, то его выбросы уменьшатся с 3,25% до 1,625%!

[shamaner.livejournal.com]

т.е. на выходе получается не б-гомерзкий CO2, а полезный в хозяйстве углекислый газ, я правильно понимаю задумку?
и надо то всего на производство кислорода потратиться - чистый профит!

[curonian.livejournal.com]

Насчет СО2 и углекислого газа - это шутка?

[antontsau.livejournal.com]

Фигня какая-то. По выбросам обычная газовая станция, химию не обмануть, если на входе метан то на выходе Н2О и СО2, всей разницы турбина не на водяном паре крутится а на СО2, причем в диапазоне температур и давлений в котором они друг от друга неотличимы, и то и то закритический газ.

Всей разницы - сжигают в кислороде, поэтому и температура повыше и азот не болтается. Ну дык если в обычном парогазе не в воздухе жечь а в кислороде, то то же самое и получится.

[eldhenn]

> Всей разницы - сжигают в кислороде

Не только. Ещё кислород берут из тумбочки. Азот при этом в тумбочке остаётся - экологичность!

[sanitareugen.livejournal.com]

1. Закон сохранения материи никто не отменял, правда, Михайло Васильевич? То есть весь углерод из природного газа превратится в этот самый злобный углекислый. Сжигай его в кислороде или в воздухе. Единственно, можно недожигать. Тогда будет угарный вместо углекислого. "О сравнительном содержании гликозидов в крестоцветных" (в смысле хрен редьки не слаще).
2. Сжигание вместо воздуха, смеси 80% азота и 20% кислорода (примерно, и не учтены примеси водяного пара, того же углекислого, благородных газов и прочего) в чистом кислороде избавит от окислов азота (впрочем, для турбин они не столь характерны, там режим сгорания можно выставить оптимально). Но если чистый кислород - то температура сгорания вырастет, вплоть до риска взрыва. При этом азот, не принимая участия в горении, играет роль рабочего тела, нагреваемого и движущего турбину.
3. "Возвращение углекислого газа в цикл", по-видимому, означает, что концентрация кислорода снижена разбавлением его углекислым газом, что и уменьшает температуру газов, не требуя запредельной термостойкости лопаток, и снижает риск взрыва. Углекислый газ берётся из продуктов сгорания, что и объявлено "повторным его использованием". Завхоз НИИ, поспоривший с учёной братией, что изобретёт способ повторного использования перегоревших ламп накаливания, и продемонстрировавший его - лампочка была привязана в туалетном бачке взамен прохудившегося поплавка - был не менее искусен в казуистике, но менее корыстен, получив не $140,000,000.00, а бутылку коньяка.
4. Поскольку при сгорании газа CO₂ непременно образуется, то возвращать его весь не удастся, иначе концентрация кислорода и природного газа упадёт до полной негорючести, так что он из системы выводится, хотя, возможно, пройдя несколько циклов в турбине (что юридически, разумеется, "повторное использование" и снимает все претензии. И далее создаёт те же проблемы, что и он же в обычной ТЭС.
5. Выработка кислорода возможна разными способами. Но сколько-нибудь реализуем лишь разделением воздуха. При электролизе, исходя из характеристик современных промышленных электролизёров, будет израсходовано энергии в 15 (пятнадцать) раз больше, чем выработает данная станция (расчёт см. ниже по треду). В случае же получения разделением воздуха стоимость кислорода будет примерно равна стоимости потребляемого природного газа (с учётом того, что стехиометрическое соотношение 3:1 по объёму), так что себестоимость энергии всего лишь вырастет примерно вдвое.
6. Углекислый газ может улавливаться и из выбросов обычных станций. Причём надо отметить, что это один из основных способов получения этого газа для промышленных целей (наряду с улавливанием при брожении), и добываемый так газ потребность закрывает, так что получить выгоду продажей собранного CO₂ не удастся, рынок заполнен.
7. Захоранивание газа в скважины это либо перекладывание проблемы на наших детей, либо имитация деятельности, поскольку оттуда диффузия будет. И скорее второе.
8. Вопросы же о том, есть ли Глобальное Потепление, или только циклическое колебания, вызвано ли оно, если есть, именно парниковыми газами или вариациями солнечной постоянной, и что делать с более важным парниковым газом, а именно водяным паром - в данном сообществе вряд ли решатся, но именно от ответа на них зависит, есть ли обсуждаемое вещь полезная, хотя бы ради опыта, или это "попил ч.д.а"

[jmyshanya.livejournal.com]

Ответ на 8-й вопрос можно получить, прочитав интервью с Алламом на "Эхе":

"Родней Джон Аллам, ведущий инженер и сотрудник Института химической инженерии, лауреат Нобелевской премии мира в составе межправительственной группы экспертов по изменению климата..."

[zelenyj-at-lj.livejournal.com]

Обсуждать распилы и хитрость американских изобреталей - несомненно, лучшее применение сил Инженера.

Почему-то никто не подметил, что описан почти закрытый цикл с внутренним сгоранием. Использованы положительные стороны как паравого турбинного цикла (ПТЦ), так и газотурбинного (ГТЦ). Все описанное в принципе работы сделано для повышения КПД.
Во-первых, продукты сгорания непосредственно подмешиваются в рабочее тело, а не уносят тепло в атмосферу, как у ПТЦ и ГТЦ.
Во-вторых, использован теплообменник. У ПТЦ они тоже есть, т.к. цикл замкнутый, а у ГТЦ нет и не может быть, т.к. предварительный нагрев снизит сжимаемость воздуха. Здесь с холодной стороны используется жидкий CO2. Возможно даже кипящий. Т.е. эффективность теплообменника будет очень высокая.
В-третьих, после охлаждения рабочее тело сжижается (как в ПТЦ), что понижает давление за турбинной и не может не сказаться положительно на КПД, а также позволяет сделать замкнутый цикл, отделить воду и прочие несжиженные газы. А вот как они собираются утилизировать примеси горючего газа, вот этого я не увидел. И как они организуют сгорание без копоти и CO. Видимо в горелке должен быть избыток кислорода.

И так, где тут разпил? А в чем хитрость? Не догадаетесь! Вода то получается газированная! ;)

[e-maksimov.livejournal.com]

А нечего подмечать. График энтальпии красивый, но позиции 6 и 7 вызывают вопросы. Видимо не только у присутствующих вызывают, раз решили сначала посмотреть реальный расклад на опытной установке. Так что остается критиковать очевидное - упор на экологичность и неоднозначную подачу в презентациях.

[h14th.livejournal.com]

Т.е. лишнее тепло никого так волновать не начало. Всё только о газах волнуются.

[karpion.livejournal.com]

Я думаю, что это всё ложь, галдёж и провокация с целью попила бабла инвесторов и получения налоговых льгот. Потому что чистый кислород - дорогой, даже не по деньгам, а энергетически. А углекислый газ выделяется строго в соответствии с количеством сожжённого топлива.

[sergkz.livejournal.com]

А кстати как сейчас производят чистый кислород в промышленных маштабах? Криогеникой?

[sergkz.livejournal.com]

[grammar nazi mode on]
Сколько можно!
"ЗАКАЧЕННЫЙ" - это производное от слова "ЗАКАТЫВАТЬ"
От слова "ЗАКАЧИВАТЬ производится слово "ЗАКАЧАННЫЙ"
[grammar nazi mode off]

[22sobaki.livejournal.com]

Поправил, спасибо.

[sergkz.livejournal.com]

Как я понял, вся фишка тут в том, что продукты сгорания являются так же и рабочим телом механического движителя и крутятся в замкнутом цикле, из которого на "холодной" стороне теплообменника отбирается избыточное рабочее тело и утилизируется.
Так?

[22sobaki.livejournal.com]

Няп, да. Только двигатель,, не движитель.

[gipnomanul.livejournal.com]

В RUнете проект подводит рассово пиндосское происхождение. Если б занимался этим наноэнергетик чубайс в гигаСколькоВо, то все тащились бы с екологичности по оксидам азота.

[chapai67.livejournal.com]

вот две ссылки где чуть иначе рассказывается, понятнее в чем смысл.

http://www.vox.com/2016/4/5/11347962/net-power
http://www.energy.ca.gov/research/notices/2015-04-16_workshop/presentations/NET_Power_presentation_CEC_16Apr15_FINAL.pdf

Эта в довесок
http://instituteforenergyresearch.org/analysis/electric-generating-costs-a-primer/
http://instituteforenergyresearch.org/studies/levelized-cost-of-new-generating-technologies/