engineering_ru | Строительство ТЭС для демонстрации нового рабочего цикла

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?

Flat | Top-Level Comments Only

From:

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"

From:

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..."