EN
Электр энергиясын өндіру технологияларының соңғы жетістіктері қандай?
Әлемдік энергетика саласының үнемі өзгеріп тұратын ортасында энергия өндіру технология өзгерістердің алдыңғы қатарында тұр. Энергия сұранысын қанағаттандыру мен көміртегі шығарындыларын азайту міндеттеріне орай соңғы жаңалықтар әртүрлі энергия көздерінде – отынды пайдаланатын ресурстардан бастап қайта өңделетін және ядролық энергияға дейінгі салаларда дамып жатыр. Бұл жаңалықтар тек қана энергия өндіру энергия беру сенімділігі мен тиімділігін арттырып қана қоймайды, сонымен қатар тұрақты энергетикалық болашаққа жол ашады.
Оттық отынды электр станцияларындағы жетістіктер
Ультра-суперкритикалық және алдыңғы қатарлы CFB технологиялары
Қайта өңделетін энергия көздеріне ынталандыруға қарамастан, көмір қазандықтары көптеген елдердегі энергия қоспасында маңызды рөл атқарады. Ультра-суперкритикалық (USC) қазандықтардың дамуы маңызды қадам болып табылады. Бұл қазандықтар өте жоғары қысым мен температурада жұмыс істейді, жылу пайдалану әсері 45% - ға жеткізіп, бұл дәстүрлі суб-критикалық қазандықтармен салыстырғанда үлкен жақсарту болып табылады. Мысалы, Қытайда көмір қазандықтарының көптеген жаңа электр станциялары USC технологиясын енгізуде, электр энергиясының бірлігіне шаққанда көмір шығыны мен CO₂ шығарындыларын азайтуда.
Тағы бір инновация - 660 мегаваттық супер-суперкритикалық циркуляциялық ұйытқы қабат (CFB) технологиясы. Қытайдың Шэньси провинциясындағы Бинчжоу қаласында орналасқан әлемдегі тұңғыш мұндай жоба сәтті іске қосылды. Бұл технология төменгі сапалы отындардың, мысалы, көмір шламы мен гангиның кең диапазонын жағуға қабілетті, сонымен қатар жоғары әсер етушілікті сақтайды. Сонымен қатар, 98%-дан астам дефульфурлау тиімділігі бар жартылай құрғақ дефульфурлау процесі сияқты алдыңғы қатарлы экологиялық қорғаныс шараларын, сондай-ақ инвестициялар мен электр энергиясын пайдалануды азайтатын жаңашыл ұнтақ тұндыру құрылғысының конструкциясын қамтиды.
Көмір-аммиакты қосымша жағу
Көмір энергетикасын көміртегінен тазарту мақсатында көмір-аммиактың біріккен жану ұғымы пайда болды. Қазіргі уақытта Қытайдың Ұлттық энергетикалық тобы 600 МВт-тық көмір қозғалтқышты электр станциясында аммиак-көмірдің біріккен жану сынағын сәтті өткізді. Бұл сынақ аммиак-көмір алдын ала араластырып жағу технологиясын пайдаланды және әртүрлі жүктеме жағдайларында тұрақты жұмыс істеуді қамтамасыз етті. Аммиактың жанып тауысу пайызы 99,99% болды, ал деNOx құрылғысына дейінгі азот оксидінің концентрациясының өсуі 20 мг/Нм³ шегінде бақылауға алынды. Көмірдің бір бөлігін орнына нөлдік көміртегі бар отын ретінде алынған аммиакты пайдалану көмір электр станцияларынан шығатын көміртегі диоксидінің шығарындыларын біршама азайтуға мүмкіндік береді, сонымен қатар көмір электр станцияларының көміртегін азайту үшін жаңа жол ашып береді.
Қайта өңделетін электр энергиясын шығарудың жетістіктері
Жоғары әсерлі күн электр станциялары
Күн электр станцияларының дамуы соңғы жылдары ерекше қарқын алды. N-типті күн элементтері жаңа негізгі ағымға айналып, өткен жылмен салыстырғанда олардың нарықтық үлесі 50 пайыздық ұпайдан артық өсті. Бұл элементтердің түрлендіру әсері жоғарырақ болып, сериялық өндірісте 25–26% - ға жетеді, ал дәстүрлі P-типті элементтерде 20–22% құрайды. Мысалы, Америка Құрама Штаттары мен Қытайдағы кейбір ірі күн электр станциялары қазір N-типті күн панельдерін пайдалануда, бұл әрбір аудандық бірліктен көбірек электр энергиясын шығаруға мүмкіндік береді және электр энергиясын шығарудың жалпы бағасын төмендетеді.
Тағы бір даму – энергия сақтауы бар концентрлік күн энергетикасының (CSP) дамуы. Орта Шығыс пен Солтүстік Африка шөлдері сияқты күн сәулесі көп түсетін аймақтарда CSP зауыттары балқытылған тұзбен жабдықталған энергия сақтау жүйелерімен салынуда. Бұл зауыттар күндіз күн энергиясын сақтай алады және түнде немесе бұлтты күндері электр энергиясын өндіреді, осылайша тұрақты электрмен жабдықтау қамтамасыз етіледі. Мысалы, Нур комплексі Марокко Республикасында әлемдегі ең ірі CSP зауыттардың бірі болып табылады, 580 МВт қуаты мен 7 сағаттық балқытылған тұзды энергия сақтау жүйесі бар, күн батқаннан кейін де үздіксіз электр беруін қамтамасыз етеді.
Үлкен Масштабты және Алдыңғы жел энергетикасын Өндіру
Желдің қуаты өндірілетін желдеткіштердің өлшемі тұрақты түрде ұлғайып келеді. Әлемдегі ең үлкен 26 мегаваттық теңіз желдеткіші сәтті іске қосылды. Үлкен желдеткіштер – бұл жоғары қуат өндіру мүмкіндігі және электр энергиясының бір бірлігіне шығынның төмендеуі дегенді білдіреді. Сонымен қатар, желдеткіштердің жүзіп жүретін технологиясы бірқатар жетістіктерге қол жеткізді. Осындай желдеткіштер жел ресурстары одан сайын көбірек болатын терең суларға орнатылуы мүмкін. Норвегия мен Ұлыбритания жүзіп жүретін жел электр станцияларын дамыту мен енгізуде алдыңғы қатарда. Бұл жел энергетикасын өндіру перспективалы аумақтарын кеңейтетін болады.
Желдеткіштерге сонымен қатар жетілдірілген басқару жүйелері қолданылуда. Бұл жүйелер желдің жылдамдығы мен бағытына сәйкес нақты уақыт режимінде желдеткіш жапырақшаларының бұрышын және желдеткіштің айналу осін реттеуге мүмкіндік береді, қуат өндіру тиімділігін арттырып қана қоймай, сонымен қатар желдеткіштердің тозуын азайтады. Бұл жел электр станцияларының жалпы өнімділігін арттырып қана қоймай, жабдықтардың қызмет ету мерзімін ұзартады.
Энергияны қайта өндірумен биомасса электр станциясы
Биомасса үшін электр энергиясын шығару технологиясы да жетілдірілді. «Түтінді газдың аса төменгі шығарылуы мен толық температуралық диапазондағы жылу қайта өңдеуін байланыстыру технологиясы» сәтті тәжірибеден өткізілді. Бұл технология биомассаны өңдейтін электр станцияларына түтінді газдардың аса төменгі деңгейде шығарылуын қамтамасыз етіп қана қоймайды, сонымен қатар төменгі бағалы жылуды қайта өңдеуге мүмкіндік береді және түтінді газдардағы ластаушы заттарды бөліп алады және қайта өңдейді. Мысалы, 30 МВт-тық биомасса электр станциясында бұл технология сағатына 14 МВт жоғары бағалы жылуды қайта өңдеуге мүмкіндік береді, оны электр энергиясын шығару немесе жылыту үшін пайдалануға болады. Сонымен қатар, түтінді газдағы азот оксидтерін 15% концентрациялы аммоний нитратының сұйық тыңайтқышына айналдырып, қалдықты қайта өңдеу арқылы биомасса электр станцияларына қосымша экономикалық пайда әкеледі.
Ядролық электр станцияларындағы жаңалықтар
Кіші модульді реакторлар (SMR)
Кіші модулдік реакторлар ядролық энергетикада пайда болған тенденция. Бұл реакторлар көлемі жағынан кіші, әдетте 10-300 МВт қуат аралығында болады, ал дәстүрлі ірі масштабты ядролық реакторлардың қуаты 1000 МВт-тан жоғары. ИМР-лер зауытта жасалады, бұл салу уақыты мен шығындарды азайтады. Сонымен қатар олар авария жағдайларында өзекті ерітіп шығаруды болдырмау үшін жақсартылған қауіпсіздік функцияларын ұсынады. Америка Құрама Штаттары, Канада және Ұлыбритания сияқты елдер ИМР-лерді зерттеу және дамытумен белсенді айналысуда, ал кейбір жобалар келесі онжылдықта жұмыс істеуге дайын болады.
Дамыған отын циклдары
Ядролық энергетикадағы жаңа жаңалықтардың бір саласы - жаңа отын циклдері. Жаңа отын циклі технологиялары ядролық отынның пайдалануын арттыруға және ядролық қалдықтарды азайтуға бағытталған. Мысалы, жылдам реакторларды дамыту уранның пайдалануын тиімді етіп, дәстүрлі жеңіл су реакторларымен салыстырғанда ұзақ уақыт сақталатын радиоактивті қалдықтарды азайтады. Орысия мен Қытай сияқты елдер жақын болашақта демонстрациялық реакторлар салу мақсатымен жылдам реакторлар технологиясын зерттеу және дамыту жұмыстарын жүргізуде.
ЖИҚ: Электр энергиясын шығару технологияларының дамуы
Бұл жетістіктер электр энергиясын шығару құнына қалай әсер етеді?
Күн, жел және биомасса электр станцияларындағы күшейтілген технологиялар біртіндеп құнды төмендетуде. Мысалы, күн элементтерінің тиімділігін арттыру мен жел турбиналарының үлкейіп кетуі электр энергиясының әрбір бірлігіне шығатын құнды төмендетеді. Жанғыш отынды пайдаланып ток өндіретін электр станцияларында USC-бу қазандары мен CFB сияқты технологиялар да тиімділікті арттырып, отын шығынын және оның салдары ретінде құнды төмендетеді. Алайда, ядролық электр станцияларында SMR сияқты кейбір жаңа технологияларды енгізуге бастапқы қаржы салымдары жоғары болуы мүмкін, бірақ олардың ұзақ мерзімді тиімділігі күтілуде.
Бұл жаңа электр энергиясын өндіру технологиялары қоршаған ортаға дос па?
Соңғы жетістіктердің көпшілігі қоршаған ортаны қорғау мақсатында жасалған. Күн, жел және биомасса электр станциялары сияқты қайта өңделетін энергия технологиялары пайдалану барысында аз немесе мүлдем жылыжай газдарының шығарылуын болдырмайды. Тас көмір - аммиактың өзара жануы және дамып жатқан CFB қазандары сияқты технологиялар табиғи отыннан алынатын электр энергиясында көміртегі диоксиді мен ластаушы заттардың шығарылуын азайтуға бағытталған. Ядролық энергетика да SMR және дамып жатқан отын циклдары сияқты инновациялық технологиялар есебінен отынды пайдалануды жақсартып және қалдықтарды азайтып, қоршаған ортаға тигізетін әсерін азайтуға деген потенциалға ие.
Бұл жаңа технологиялар қаншалықты тез әлемде ендірілуі мүмкін?
Технологиялар бойынша орналасу жылдамдығы әртүрлі. Күн сәулесі мен жел технологиялары салыстырмалы түрде тез орналастырылуда, әсіресе қолайлы саясаты және аса көп ресурстары бар аймақтарда. Мысалы, Қытай мен Америка Құрама Штаттары күн энергетикасы мен жел энергетикасының қуаттылығын тез арттырып жатыр. Алайда, ядролық энергияның SMR-лары мен кейбір келесі биомассалық электр энергиясын шығару технологиялары регламенттік бекітулерге, бастапқы инвестицияның жоғары болуына және технологиялық жетілдіру талаптарына байланысты кеңінен орналасуы үшін уақыт кетеді.
Бұл жетістіктер электрмен жабдықтау сенімділігін арттыра ма?
Иә, әлбетте. Күн энергиясын өндіруде CSP технологиялары энергияны сақтаумен және жел энергиясын өндіруде алғашқы бақылау жүйелері тұрақты электр беруін қамтамасыз етеді. Тас көмір электр станцияларында алғашқы қазандар мен жану технологиялары электр станцияларының сенімділігін арттырады. Ядролық энергетикадағы кіші модульді реакторлар (SMR) қосымша қауіпсіздік пен сенімділік мүмкіндіктерін ұсынады, бұл тұрақты электрмен жабдықтауға ықпал етеді.
Мұндай жетістіктерді насихаттауда үкіметтердің рөлі қандай?
Үкіметтер маңызды рөл атқарады. Олар жаңа электр энергиясын өндіру технологияларын дамыту мен енгізу бойынша қаржылық стимулдар, мысалы, субсидиялар мен салық жеңілдіктерін беру арқылы ынталандыра алады. Мысалы, көптеген елдер күн және жел энергетикалық жобаларына субсидиялар береді. Сонымен қатар, үкіметтер экологиялық нормалар белгілейді, олар отын-энергетикалық және ядролық энергетика саласында таза электр энергиясын өндіру технологияларын дамытуға итермелейді. Сондай-ақ, олар зерттеу мен дамытуға және жаңа электр энергиясын өндіру технологиялары үшін инфрақұрылымды дамытуға қаржы салуы мүмкін.
Table of Contents
- Электр энергиясын өндіру технологияларының соңғы жетістіктері қандай?
- Оттық отынды электр станцияларындағы жетістіктер
- Қайта өңделетін электр энергиясын шығарудың жетістіктері
- Ядролық электр станцияларындағы жаңалықтар
-
ЖИҚ: Электр энергиясын шығару технологияларының дамуы
- Бұл жетістіктер электр энергиясын шығару құнына қалай әсер етеді?
- Бұл жаңа электр энергиясын өндіру технологиялары қоршаған ортаға дос па?
- Бұл жаңа технологиялар қаншалықты тез әлемде ендірілуі мүмкін?
- Бұл жетістіктер электрмен жабдықтау сенімділігін арттыра ма?
- Мұндай жетістіктерді насихаттауда үкіметтердің рөлі қандай?