EN
Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх уулзварууд нь газар тогтлын энерги хэрэгцээг хэрхэн хангаж байна вэ?
Эрчим хүчний үйлдвэрлэл ургамлууд нь цахилгааныг үйлдвэрлэдэг төрөл бүрийн эрчим хүчний эх үүсвэр бөгөөд өнөөгийн цивилизацийн үндэс болох нүүрс, байгалийн хий, салхи, нарны гэрэл зэргээс эхлэн гэр хорооллыг, үйлдвэрлэлийг болон чухал дэд бүтцийг хангаж байна. Олон улсын эрчим хүчний агентлагийн мэдээллээр 2040 оны гэхэд дэлхийн эрчим хүчний эрэлт 23%-иар өснө гэж таамаглаж байгаа тул эрчим хүчний ургамлууд нь тогтвортой хангалттай эрчим хүчний эх үүсвэрийг хангах, зэрэгцээ тогтвортой байдалд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Их хэмжээний шатахуун ашигладаг ургамлаас эхлэн тархсан сэргээгдэх эрчим хүчний төслүүд хүртэлх цахилгаан үйлдвэрлэлийн ургамлууд нийлж дэлхийн цахилгааны хэрэгцээний 85%-иас илүүг хангаж байгаа бөгөөд эдгээр нь бүс нутгийн нөөц болон технологийн хөгжилтэй зохицож байна. Тэдгээрийн олон талт хувь нэмрийн талаар авч үзье.
Шатахуун ашиглан цахилгаан үйлдвэрлэдэг ургамлууд: Итгэлтэй суурь хангамж
Нүүрс, байгалийн хий, тос зэрэг шатахууны дөлөөр цахилгаан энерги үйлдвэрлэх нь урт хугацаанд газар тарианы энергийн системийн гол суурь болж ирсэн бөгөөд тогтвортой, шаардлагатай цахилгаан орчихон өгсөн. Цаг агаарын асуудлуудад зориулан тэдгээрийн үүрэг хувь хүнд эргэж байгаа ч олон оронд тэдгээрийг ашиглан ажиллуулж байна.
Нүүрсний цахилгаан станц: Эдгээр станцууд нүүрс шатааж усыг халааж уурыг гаргаж турбин эргүүлдэг. Нүүрс ихтэй орнуудад тэдгээрийг ихээр ашигладаг бөгөөд жишээлбэл Хятад, Энэтхэг улсад цахилгааны нийтлэгийн 56%, 70%-ийг нь хангаж байна. Нүүрсээр цахилгаан үйлдвэрлэх нь хямд үнэтэй, тогтмол ажиллагаатай энергиийн эх үүсвэр бөгөөд өдөр шөнө ажиллаж байнга шаардагдах цахилгааны эрэлтийг хангана. Гэвч энэ нь их хэмжээний CO₂ ялгаруулна. Шинэ технологиудын нэг болох супер критик (USC) зуухууд нь ашиглалтын үр ашгийг сайжруулж, хуучин станцуудтай харьцулахад цахилгааны нэгжид ногдох ялгарлыг 20–30% бууруулна.
Байгалийн хийг ашиглан цахилгаан үйлдвэрлэх эрчим хүчний үйлдвэрлэл 2000 оны дараа хурдацтай өсчээ. Энэ нь бага нүүрстөрөгчийн хөндий (цохилтынхаас 50% бага) ба уян хатан байдалтай байгаа нь энэ шалтгааны нэг юм. Хос багтаамжит хийн турбин (CCGT) цахилгаан станцууд нь хий болон уурын турбиныг хоёул ашигладаг бөгөөд 60% КПД-ийг хүргэдэг байв. Энэ нь цохилтын 30-40%-аас хамаагүй их юм. Тэд хурдан нэмэгдэж эсвэл буурч чаддаг тул сөрөг сэргээгч энергийн эх үүсвэрийг (жишээлбэл, салхин, нар) тэнцвэрт байлгахад тохиромжтой. АНУ-д байгалийн хийгээр цахилгаан үүсгэх нь одоо цахилгааны 38%-ийг эзэлж байгаа бөгөөд хамгийн том эх үүсвэр болох цохилтыг давж гарсан.
Тосон түлшний цахилгаан станцууд: Тос нь томоохон цахилгаан үүсгэхэд цөөн тохиолддог бөгөөд өндөр зардал, ялгаруулалттай байдаг ч холын бүс нутагт эсвэл тогтвортой сүлжээний нөөц болон ашигладаг. Дизель генератор нь жижиг хэмжээний тосон түлшний цахилгаан үүсгэх хэлбэр юм. Энэ нь сүлжээгээс тасарсан нутгуудад эсвэл цахилгааныг дахин сэргээх үед цахилгаан хангамжийг хангаж өгдөг. Иймд бусад эх үүсвэрүүдээс цахилгаан авч чадахгүй үед энерги хэрэглээг хангана.
Сэргээгч цахилгаан станцууд: Тогтвортой өсөлт
Салхины, нарны, усан цахилгааны болон биомассаас сэргээгдэх эрчим хүчийн үйлдвэрлэл нь дэлхийн энергийн хамгийн хурдан өсөж буй салбар болон хувирчээ. Энэ нь орчин үеийн зорилтуудын дагуу зардал буурах, цаг агаарын өөрчлөлтөнд нийцэх замаар хөгжиж байна. Ийм төрлийн цахилгаан станцууд нь угсралтын эх үүсвэр дээрхи нүүрстөрөгчийн ялгарлыг бууруулж, эрчим хүчний эх үүсвэрийг олон янз болгодог.
Нарны цахилгаан үйлдвэрлэл: Фото цахилгаан (PV) станцууд нь нарны гэрлийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг. Томоохон масштабын төслүүд нь мянган акр талбай эзэлдэг бол арьсны систем нь тусдаа барилганд үйлчилдэг. Нарны цахилгаан үйлдвэрлэх чадавхи 2010 онд 40 ГВ-аас 2023 онд 1000 ГВ хүртэл экспоненциал аргаар өссөн. Харин нарны цахилгаан нь тодорхой цаг хугацаатай байдаг (өдрийн гэрэлд хамааралтай) ч баттерейн хадгалалт, торонд интеграцлах ажлын явцад итгэл үнэмшилтэй эх үүсвэр болон хувирч байна. Жишээлбэл, Герман, Австрали улсуудад нарны цахилгаан нийт цахилгааны 10–15%-ийг хангаж байгаа бөгөөд бүрэн нарантай өдрүүдэд 50%-ийн оргил утганд хүрч болно.
Салхины цахилгаан станц: Салхины турбин нь кинетик энергийг ашиглан цахилгаан эрчим хүч үүсгэдэг бөгөөд эдгээр станцууд нь дэлхийн цахилгаан шугамд эд ангийг нийлүүлж байна. Туслах талбайн салхины цахилгаан станцын том турбинууд болон хүчтэй салхины улмаас Европ (Англи, Герман) ба АНУ-д эрчимтэй өсөж байна. Салхинаас цахилгаан үүсгэх нь дэлхийн цахилгааны 7%-ийг хангаж байгаа бөгөөд Дани улс орчин үеийн турбинуудын хүчин чадал нь 15 МВт хүртэл байдаг тул илүү үр ашигтай байна. Ингэснээр 2010 оны харьцуулахад салхины цахилгаан үйлдвэрлэх үнэ 68%-иар буурсан.
Усан цахилгаан станцууд: Усан цахилгаан нь урсдаг усыг турбин эргүүлэхэд ашиглавал зохих сэргээгдэх энерги эх үүсвэр юм. Энэ нь дэлхийн цахилгааны 16%-ыг бүрдүүлдэг бөгөөд томоохон голын сав газрууд (Жижиг Голын Дамнуурал, Бразилын Итайпу голын дамнуурал) нь суурь ачааллын цахилгааныг хангаж байна. Жижиг масштабын усан цахилгаан (10 МВт-аас доош) нь томоохон инфраструктурын шаардлагагүйгээр хөгжиж буй орнуудын хөдөөгийн газруудад итгэлтэй энерги нийлүүлдэг. Цөөн хэмжээний усыг агуулах чадвартай усан цахилгаан нь хувьсах сэргээгдэх эх үүсвэрүүдтэй хамтран ажилладаг бөгөөд нийлүүлэлт болон эрэлтийг тэнцвэржүүлэхийн тулд гаралтыг тохируулдаг.
Биомасс ба Далайн эрдэнэ: Биомасс цахилгаан станцын органик материалыг (мод, тариалангийн үлдэгдэл) шатааж цахилгаан энэрги үүсгэдэг бөгөөд ихэвчлэн нүүрсэнтэй хамт шатуулах замаар хаягдлын ялгаралтыг бууруулдаг. Далайн эрдэнэ цахилгаан станцууд нь уур үүсгэхийн тулд дэлгүүрийн доогуурхи дулааныг ашигладаг бөгөөд Исланд (цахилгааны 25% нь), Индонезийн шиг холын бүс нутгуудад тогтмол цахилгаан нийлүүлдэг. Эдгээр эх үүсвэрүүд нь дэлхийн цахилгааны 2–3%-ыг бүрдүүлдэг боловч холын бүс нутгуудад энергийн хүртээмжийг хангахад маш чухал байдаг.
Цөмийн цахилгаан станцууд: Цөмийн хүчний суурь ачаалал
Цөмийн цахилгаан станц нь ураны атомыг хувааж, турбиныг ажиллуулах дулаан үүсгэдэг. Энэ нь ертөнцийн 10% цахилгаан энергийг нийлүүлж байгаа бөгөөд агаарын бохирдолгүй, цөмийн хүчний суурь ачааллыг олгодог.
Цөмийн станцууд өдөр шөнө ажилладаг бөгөөд 18-24 сар тутам түлш сольдог тул тогтмол эрэлтийг хангахад итгэлтэй байдаг. Франц (70% цөмийн), Словакия (58%), Украин (55%) зэрэг орнууд цөмийн цахилгаан станцаар доторх эрэлтийг ханган, хувьсгуур түлшний хэрэглээг бууруулдаг. Аюулгүй байдал, масштаблах чадварыг сайжруулах зорилготой шинэ технологийн реакторуудын хөгжлийг явуулж байгаа бөгөөд цөмийн хүч нь цахилгаан шугамын цагаан хүчдэлийг бууруулах боломжийг өргөтгөхөөр төлөвлөж байна.
Хаягдал ба осолтой холбоотой айдас үргэлжилж байгаа хэдий ч, БНСО-ийн судалгаагаар цөмийн цахилгаан үйлдвэрүүд нь эрчим хүчний нэгжид ногдох нас баралтын хамгийн бага түвшинд хүрэхэд нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь шатахуун багатайгаас хамаагүй бага юм. Цөмийн цахилгаан үйлдвэрүүд нь цөөн нүүрс төрөгчидтэй (салхины, нарны цахилгаантай адил) байдаг тул агаарын бохирдолыг хязгаарлахын тулд дэлхийн оролцооны чухал хүчин болоод байна.
Цахилгаан шугамын сүлжээнд нэвтрүүлэх болон эрчим хүчний аюулгүй байдал
Цахилгаан станцууд нь зөвхөн цахилгаан үйлдвэрлэх замаар биш, сүлжээнүүдийг тогтвортой, уян хатан, хүртээмжтэй байлгах замаар дэлхийн эрчим хүчний хэрэгцээг хангаж байна.
Суурин ба оройн ачаалалтай цахилгаан станцууд: Суурин ачаалалтай станцууд (нүүрс, цөмийн цахилгаан станц, том гидро) хамгийн багадаа эрэлт хангахын тулд тасралтгүй ажилладаг бол оройн ачаалалтай станцууд (байгалийн хий, тос, усны онцгой хадгалалт) өндөр эрэлттэй үед (ж.н. оройн цагаар) ажиллана. Энэ хослол нь эрэлт сарнихад ч сүлжээгээр цахилгааны хомсдол үүсэхээс сэргийлнэ.
Холбооны шугам ба тархалттай үйлдвэрлэл: Нэг улсын цахилгаан станцаас гарч буй цахилгааны илүүдлийг экспортлох боломжийг олгохын тулд хилийн цахилгаан дамжуулах шугам нь өөр улс руу илүүдлийг явуулна. Жишээ нь, Норвегийн усан цахилгааны станцаас өвөр улиралд Герман, Британид экспорт хийхэд, нар сүлд Испанийн цахилгааныг зуны улиралд Францад явуулна. Тархалттай үйлдвэрлэл-бага хүчин чадалтай станцууд (нарны самбар, жижиг салхины турбин) нь төвлөрсөн торын системд итгэлгүй байдал багасгаж, хол утасгүй эсвэл мөргөлдөөний бүсэд энерги аюулгүй байдлыг сайжруулна.
Агуулах ба уян хатан байдал: Сөнөмтгий энергийн үйлдвэрлэл нэмэгдэх тусам агуулах технологи (баттерей, усны насос)-ууд нь цахилгаан станцуудтай ажиллан илүүдэл энергийг хадгална. Жишээлбэл, өдрийн цагт үүссэн нарны цахилгаан нь баттереийг цэнэглээд оройн цагт эрчим хүчний эрэлт ихсэх үед ашигладаг. Энэ интеграци нь хувьсах сөнөмтгий эх үүсвэрүүдийг итгэлтэй болгож, цахилгаан станцуудын шөнөгүй ажиллаж хэрэгцээг хангах боломжийг олгодог.
Түгээмэл асуултууд: Цахилгаан станцууд ба газар тарианы энергетик
Хөгжиж буй орнуудад аль цахилгаан станцууд чухал вэ?
Шатахуун (нүүрс, дизель) ба жижиг хэмжээний сэргэдэг эрчим хүч (наран нийлүүлэгч системүүд, микро гидро) нь чухал юм. Хөгжиж буй орнуудад тархалттай шугамын инфраструктурын дутагдал байдаг тул тархсан үйлдвэрлэл (жишээлбэл наран) нь шуурхай хангалттыг хангаж, мөн нүүрсний станцууд нь үйлдвэрлэлийн эрэлтийг хямд үнээр хангана.
Цахилгаан станцууд экстрем уур амьсгалын үзэгдэлд яаж зохих вэ?
Орчин үеийн станцууд нь уур амьсгалын нөхцөлд тэсвэлтэй загварыг багтаасан: мөсөнд тэсвэлтэй лафтан бүхий салхины турбин, бөмбөгөн цасанд тэсвэлтэй гэж тооцогдсон нарын самбар, нөөцийн генераторуудтай шатахуун ашигладаг станцууд. Мөн шугамын операторууд эрчим хүчний эх үүсвэрүүдийг олон янз болгон ашиглан цорын ганц станцын аюулгүй байдлыг бууруулна.
Сэргэдэг эрчим хүчний станцууд шатахууныг бүрэн орлуулж чадах уу?
Энэ нь хадгалах, торонд холбогдох болон уян хатан цахилгаан станцуудын (жишээлбэл, хийн пикерүүд) дэвшлийн дүнд боломжтой болсон. Исланд (100% сэргээгдэх эрчим хүч), Коста-Рика (99%+) зэрэг орнууд энэ боломжийг харуулж байна. Гэвч дэлхийн хэмжээнд энэ замаар орлуулахад арван гаруй жил шаардагдах бөгөөд инфраструктур болон технологид хөрөнгө оруулалт хийх шаардлагатай.
Цахилгаан станцууд энергийн ядуу байдалд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?
Бага масштабын цахилгаан станцаар ажилладаг нарийн тор нь цахилгаан хүртэлгүй 733 сая хүнийг цахилгаантай болгох түлхүүр юм. Жишээлбэл, Дэлхийн банк зэрэг байгууллагууд ийм төслүүдийг санхүүжүүлдэг бөгөөд хөдөөгийн хүмүүст боловсрол, эрүүл мэнд, эдийн засгийн хөгжилд цахилгааныг ашигладаг.
Цахилгаан станцууд нүүрстөрөгчийн ялгаралтыг хэрхэн бууруулж байна вэ?
Шатахуун ашигладаг цахилгаан станцууд нүүрстөрөгчийг барих, хадгалах (CCS) технологийг нэвтрүүлж байгаа бол сэргээгдэх эрчим хүч болон цөмийн цахилгаан станцууд үйлдвэрлэлийг томруулж байна. Олон орнууд (жишээлбэл, Европын холбоо, АНУ) 2030–2040 онд нүүрсний цахилгаан үйлдвэрлэлээс бусалж, цэвэр тэйш чиглүүлэн байгаа.
Table of Contents
- Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх уулзварууд нь газар тогтлын энерги хэрэгцээг хэрхэн хангаж байна вэ?
-
Түгээмэл асуултууд: Цахилгаан станцууд ба газар тарианы энергетик
- Хөгжиж буй орнуудад аль цахилгаан станцууд чухал вэ?
- Цахилгаан станцууд экстрем уур амьсгалын үзэгдэлд яаж зохих вэ?
- Сэргэдэг эрчим хүчний станцууд шатахууныг бүрэн орлуулж чадах уу?
- Цахилгаан станцууд энергийн ядуу байдалд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?
- Цахилгаан станцууд нүүрстөрөгчийн ялгаралтыг хэрхэн бууруулж байна вэ?