All Categories
EN EN

Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд байгалийн хийг ашигласнаар ямар давуу тал бий болох вэ?

2025-07-16 13:57:01
Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд байгалийн хийг ашигласнаар ямар давуу тал бий болох вэ?

Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд байгалийн хийг ашигласнаар ямар давуу тал бий болох вэ? ​

Байгалийн хий нь орчин үеийн эрчим хүчний системийн тулгуур болон хувьсах чадвар, үр ашигтай байдал, орчин тойрны давуу талын төлөө үнэлэгддэг. эрчим хүчний үйлдвэрлэл эрчим хүчний системүүд цөөн нүүрсөрхөг ирээдүй рүү шилжихэд байгалийн хийн цахилгаан станц нь уламжлалт шатахуун ба сэргээгдэх эрчим хүчний хоорондох зайг дүүргэж, итгэл үнэн ба урт хугацаат зөвшилцөх чадварыг дэмждэг онцгой ашигтай байдлаар тодорхойлогдоно. Ялгаруулалтыг бууруулахад цахилгаан шугамын гагнуур бат бөх болгоход байгалийн хийн үүрэг нь хөгжиж байна. Энэ нь олон төрлийн эрчим хүчний сангийн чухал хэсэг болохыг харуулж байна. Байгалийн хийг цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашиглах үндсэн давуу талуудыг судлая. эрчим хүчний үйлдвэрлэл .

Бусад шатахуунтай харьцуулахад цөлөөт нүүрстөрөгчийн ялгарал бага ​

Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд байгалийн хийн ашигтай талаас нэг нь нүүрс, тосны харьцаанд цөлөөт нүүрстөрөгчийн хэмжээ багатай байдаг явдал юм. Шатах үед байгалийн хий нь вэдэг усыг (CH₄) ялгаруулдаг бөгөөд энэ нь нүүрсний дөлөөнд энерги нэгжид 50%-иар, тосноос 30%-иар бага нүүрсхүчлийн хий (CO₂) үүсгэдэг. Энэ нь олон улс орнууд цэвэр тэг хүртэлх зорилгодоо хүрэх замд явж буйдаа байгалийн хийг ашиглан цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх нь дулааныг багасгах чухал хэрэгсэл болохыг харуулж байна.
Жишээлбэл, нүүрс ашигладаг цахилгаан станц нь киловатт цаг (кВт·ц) цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэлд дунджаар 820 грамм CO₂ ялгаруулдаг бол орчин үеийн байгалийн хийг ашиглан ажилладаг комбинированный циклт (CCGT) цахилгаан станц нь зөвхөн 450 грамм CO₂ ялгаруулна. Энэ бууралт том хэмжээтэй байдаг: 500 мегаваттын (МВт) нүүрсний цахилгаан станцыг байгалийн хийг ашигладаг цахилгаан станцаар соливол жилд 4 сая метрик тонн CO₂-ын ялгаралт багасах бөгөөд энэ нь замаас 850,000 автомашин авч хаясан шиг байна. Нүүрс одоо ч ихээр ашиглагддаг Азийн зарим улс, Зүүн Европын орнуудад байгалийн хийг ашиглан цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх нь хүргэлтийн бодит зам нь болох юм.
Байгалийн хийг цахилгаан үүсгэхэд нүүрсхүчлийн давхар оксид (SO₂), азотын исэл (NOₓ), элбэг тосгоны шиг агаарын бохирдуулагч бодисуудыг бага ялгаруулдаг. SO₂ нь хүчилтөс бороонд нөлөөлдөг бол NOₓ ба элбэг тосгон нь амьсгалын замын өвчин үүсгэх зэрэг эрүүл мэндэд хортой нөлөө үзүүлдэг. Орчин үеийн байгалийн хий ашигладаг цахилгаан станцууд сонгомол катализын бууруулалтын (SCR) технологийг ашиглан NOₓ-ын ялгаралтыг илүү багасгадаг тул урьдний нүүрс түлш ашигладаг станцаас экологийн хувьд илүү цэвэр бөгөөд энэ нь экоорчинд дуртай дүрэм журамтай нийцдэг.

Цахилгаан үүсгэхэд өндөр ашигт үйлдэл ​

Байгалийн хийг ашиглан цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх систем, тухайн хоёр шатлалт циклтэй уурлаг үйлдвэрүүд нь түүхий тосны нэгжийг ашиглан олж болох энергийн хэмжээг хамгийн их байлгах замаар үр ашигтай ажилладаг. Хоёр шатлалт циклтэй байгалийн хийн турбин (CCGT) цахилгаан станц нь хоёр циклийг ашигладаг: эхлээд байгалийн хийг шатааж цахилгааныг шууд үйлдвэрлэдэг хийн турбиныг ашигладаг бөгөөд дараа нь турбинаас гарах алдагдсан дулааныг ашиглан уурыг үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь хоёр дахь ууртай турбиныг эргүүлдэг. Энэ хоёр процесс нь уламжлалт нүүрс шатгалтын цахилгаан станцын 30–40% болон энгийн циклтэй хийн турбины 20–25%-иас хамгийн их 60% эсвэл түүнээс дээш үр ашигтай байдаг.
Энэ өндөр ашигтай ажиллагаа нь түлшний хэрэгцээ болон зардлыг бууруулдаг. 500 МВт цахилгаан станцыг жилд ойролцоогоор 2.5 тэрбум куб фут байгалийн хий, түүнтэй ижил чадал бүхий нүүрсний станц нь 1 сая тонн нүүрс шаарддаг—байгалийн хийг ашиглан цахилгаан энергийг үйлдвэрлэхэд түлш, тээврийн зардал хоёрыг бууруулна. Цахилгаан эрчим хүчний компаниудын хувьд энэ ашигтай байдал нь цахилгааныг илүү их үйлдвэрлэхэд бага түлш зарцуулах боломжийг олгохоос гадна импортлоос хамаарал багатай болгодог.
Бага чадлын цахилгааны хэрэгцээг хангах зориулалттай, уурлагч турбин бүхийгээр хялбарчилсан байгалийн хийг ашигладаг цахилгаан станцууд ч мөн л ашигтай ажилладаг. Жишээлбэл дулааны үерийн үед цахилгааны эрэлтэнд хурдан нийцэж ажиллаж эхэлж чаддаг ба түлшний хэмнэлттэй ажилладаг тул түүнд харьцуулахад илүү ашигтай байдаг.

Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд гүйцэлдүү, найдвартай байдал ​

Хувьсах сэргээгдэх эрчим хүчний (жишээ нь: салхины, нарны) нийлүүлэлтийг шүүх үед торын уян хатан байдал нь шийдвэрлэх асуудал болох ба байгалийн хийн цахилгаан станц энэ чиглэлээр давуу талтай юм. Цахилгаан станцыг эсвэл гаралтыг нь тохируулахын тулд цаг эсвэл хоног шаардлагатай нүүрс эсвэл цөмийн цахилгаан станцуудтай харьцуулахад байгалийн хийг ашигладаг цахилгаан станцууд, тухайлбал нээлттэй циклийн турбинууд нь хэдэн минутанд бүтэн чадалд хүрэх чадамжтай. Энэ нь салхь бороо болон нар цацрагийн хэмжээ буурах үед сэргээгдэх эрчим хүчний гаралтын хэлбэлзлийг хурдан арилгаж, торын тогтвортой байдлыг хангах боломжийг олгодог.
Жишээлбээд 100 МВт-ын нарны цахилгаан станц нь сарнидлын улмаас гаралт алдагдвал орчим дахь байгалийн хийг ашиглан цахилгаан станц нь гаралтыг 10–15 минутын дотор 100 МВт-р нэмэгдүүлж, цахилгааны хомсдолыг урьдчилан сэргийлнэ. Энэ “түгээгч чанар” нь байгалийн хийг ашиглан цахилгаан станцыг сэргээгдэх эрчим хүчтэй хамтран ажиллахад тохиромжтой хамтрагч болгож байгаа бөгөөд итгэл үнэмшил алдалгүй цэвэр эрчим хүчний шилжилтийг дэмждэг.
Байгалийн хийг ашиглан цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх нь түлшний эх үүсвэр сонголтоор үйл ажиллагааг хөнгөн зөөвөр байлгах боломжийг олгодог. Энэ нь шугамын хий, шингэрүүлсэн байгалийн хий (LNG), эсвэл даралттай байгалийн хий (CNG) -ийг ашиглах боломжтой байдаг тул эрчим хүчний компаниуд олон төрлийн нийлүүлэлтийн боломжид хандаж чаддаг. Энэ нь тодорхой нэг түлшний эх үүсвэрт гарч болзошгүй хангалтгүй байдалд өртөгдөх магадлалыг бууруулж, эрчим хүчний аюулгүй байдлыг бэхжүүлдэг. Нэгдсэн Улс, Орос, Катар зэрэг улсуудад оршин тогтнож буй байгалийн хийн нөөц ашиглан импортлогдсон нүүрс эсвэл тосноос хамааралгүй байх боломжийг олгох бөгөөд эрчим хүчний эзэнт гүүдийг бэхжүүлдэг.
四轮拖车 黄.jpg​

Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэлд зардал үр ашигтай байх ​

Байгалийн хийээр эрчим хүч үйлдвэрлэх нь урьдчилсан хөрөнгө оруулалт болон үйл ажиллагааны зардлыг урт хугацааны хүртээмжтэй болгохын тулд тэнцвэртэд хүргэдэг. CCGT станцууд нь энгийн циклтэй турбинтай харьцуулахад илүү өндөр эх үүсвэрийн зардал шаарддаг ч түлшний хэрэглээ бага, үр ашгийн өндөр нь амьдралын цикл зардал багатай байдаг. Жишээ нь, 500 МВт-ын шинэ CCGT станцыг барихад ойролцоогоор 1 тэрбум ам.доллар зарцуулдаг боловч багахан засвар үйлчилгээтэй 25-30 жилийн туршлагатай бөгөөд нүүрстэй өрсөлдөх чадвартай, цөмийн эрчим хүчний үйлдвэрлэлээс удаан хугацааны дараа илүү хямд байдаг.
Газрын эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн түлшний өртөг нь мөн л үнэний өөрчлөлтөд өртөх хандлагатай нүүрс, газрын тосныхтай харьцуулахад харьцангуй тогтвортой хэвээр байна. Газрын тосны их хэмжээ нь хидравлик бутлуурын (fracking) болон СПГ-ийн экспортын дэд бүтцийн дэвшилээс болж олон зах зээлд үнэг бага байлгаж байна. Жишээ нь, АНУ-д байгалийн хийн үнэ дунджаар өссөн.
Түүнчлэн байгалийн хийг ашигласан цахилгаан станцын барилгын хугацаа нь (CCGT станц нь 2-3 жил) нүүрсний хувьд (4-6 жил) эсвэл цөмийн хувьд (10+ жил) байгаатай харьцуулахад богино байдаг тул ашиглалт нь өсөн нэмэгдэж буй эрхлэгч эсвэл бодлогын өөрчлөлтөнд хурдан хариу үзүүлэх боломжтой болгодог. Энэ зөөлөн хариу үйлдэл нь хөрөнгө оруулалт нь эрт орлого үүсгэж эхэлдэг тул санхүүгийн эрсдлийг бууруулдаг.

Нөхцөл байдал нь нүүрстөрөгчийг барих болон сэргээгдэх эрчим хүчний нэгтгэлтэй хамтран ажилладаг. ​

Байгалийн хийг ашиглан цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх нь хүлэмжийн хийг барих, хадгалах технологитой (CCS) зохицоно. Энэ нь түгээгүй ялгаруулалт олох боломжийг хангана. CCS систем нь байгалийн хийг шатгалтын дараа гарах CO₂-ыг барьж, шахаж, геологийн давхаргууд (жишээлбэл, хуучин нефтийн ордууд эсвэл давст усны эрдэс давхаргууд) доторх газрын доорх хадгалалтанд хадгална. CCS нь зардлыг нэмэгдүүлж, ажиллагааны үр ашигтай байдлыг бага зэрэг бууруулдаг (CCS-тэй CCGT үйлдвэрүүдийн хувьд ойролцоогоор 50% байдаг) ч гэсэн, байгалийн хийг ашиглан цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх замаар их хэмжээгээр нүүрсөн хүчлийн хийг бууруулах стратегид оролцох боломжийг олгодог.
Хэд хэдэн туршилтын төслүүдийн жишээнд Америкийн Кемпер Кантрийн Энерги Хүргэлтийн Төв (одоо дахин ашиглагдаж буй), Канадын Байндэри Дам Нурууны Төсөл багтдаг бөгөөд эдгээр нь байгалийн хий ба нүүрсний цахилгаан станцуудад CCS технологийг амжилттай хэрэгжүүлж болох боломжийг харуулсан. CCS технологи сайжирч, үнэ нь буурч байгаа тутам байгалийн хийг ашиглан цахилгаан үйлдвэрлэх, хүлэмжийн хийг барих боломжтой цахилгаан станцууд нь цэвэр тэг шүүх сүлжээний чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болох юм. Энэ нь тухайн орнуудад сэ renewal able эх үүсвэрүүдээр хэрэгцээг хангах боломжгүй үед онцлог ач холбогдолтой.
Байгалийн хийг ашиглан цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх нь сөрөг талын нөлөөгөөс хамгаалж, сарнидаг эрчим хүчний эх үүсвэрт дэмжлэг үзүүлдэг. Нарны гэрлийн илүүдэл бүхий торонд нарны гэрлийн гарц буурмаг болоход оройн цагаар байгалийн хийг ашиглан цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэрийг нэмэгдүүлж болно. Энэ нь зогсоолгүй хангамжийг баталгаажуулна. Энэ хамтын ажиллагаа нь цахилгаан эрчим хүчний шинэчлэлтийг илүү хямд болгохын тулд зардал ихтэй цэнэглэгчийн хадгалалтын шаардлагыг багасгадаг. Жишээлбэл, Герман улсад байгалийн хийг ашиглан цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх нь салхи, нарны энергитэй хамт явсаар сөрөг ба эерэг үеүүдийн хоорондох шилжилтийн үед торыг тогтворжуулж байна.

Түгээмэл асуулт: Цахилгаан станцын байгалийн хий ​

Цахилгаан станцын байгалийн хий нь үнэхээр сөрөг талын нөлөөгөөс хамгаалах түлш мөн үү? ​

Тийм ээ. Байгалийн хий нь нүүрс, тосны харьцацаар бага CO₂ ялгаруулдаг учраас сөрөг талын нөлөөгөөс хамгаалах боломжийг олгодог. Салхи, нарны гэрлийн илүүдэл байдлаар ажиллаж буй торын тогтворжилтод түүний сэтгэл зүйн хувьд хялбар хандлага нь дэмжлэг үзүүлдэг. CCS технологи нь цаашид нь ялгарах хийг багасгаж, цэвэр энерги ашигласан торонд түүнийг урт хугацаанд ашиглах боломжийг олгодог.

Байгалийн хийг ашиглан цахилгаан станц барьж буй систем нь баталгаатай байдалд харьцуулахад цөмийн цахилгаан станцтай харьцуулахад ямар байх вэ? ​

Хоёуланд нь найдвартай боловч байгалийн хийн цахилгаан станцууд нь илүү уян хатан байдаг. Цөмийн цахилгаан станцууд эх үүсвэрээр ажилладаг (24/7) боловч гаралтыг тохируулахад хэдэн хоног шаардлагатай бол байгалийн хийн цахилгаан станцууд минутын дотор ачааллыг нэмэгдүүлэх/бууруулж чаддаг. Байгалийн хийн цахилгаан станцууд нь мөн барьж бүтээх хугацаа богино байдаг боловч урт хугацаанд цөмийн тэжээлийн зардал бага байдаг.

Цахилгаан үйлдвэрлэлд байгалийн хийг ашиглахтай холбоотой эрсдэлүүд юу вэ? ​

Олборлолт, тээвэрлэлтийн үед метан гоожих нь уг хийн нөхөн сэргээгдэх чадварын давуу талыг муутгаж болно, учир нь метан нь хүчтэй савангийн хий юм. Үнийн хэлбэлзэл (глобаль зах зээл эсвэл газар зүйн бодлогоор үүссэн), орлогын хамаарал эд нар мөн эрсдэл юм. Гэсэн хэдий ч гоожилтоо зохицуулах жест дүрэм, олон янзын нийлүүлэлтийн боломжууд эдгээр асуудлыг бууруулж чадна.

Бага масштабын байгалийн хийн цахилгаан үйлдвэрлэл нь торлоос салсан бүлгүүдийг дэмжиж чадах уу? ​

Тийм ээ. Бага хэмжээний байгалийн хийг ашигладаг генераторууд (5–50 МВт) шугам эсвэл ШБХ-ийн нийлүүлэлт бүхий холын бүс нутгуудад итгэлтэй цахилгаан эрчим хүч нийлүүлдэг. Тэд дизель генератороос илүү үр ашигтай ажилладаг бөгөөд бохирдлыг багасгадаг тул цахилгаан шугамгүй бүсэд энерги нийлүүлэх илүү сайн сонголт болох юм.

Сэргээгдэх эрчим хүч нийтлэг болохын хирээр байгалийн хийг ашиглан цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх арга нь хуучирч эсэргүү болох уу? ​

Ойр орчны хувьд боломжгүй. Сэргээгдэх эрчим хүч нь уян хатан нөхөтгөл шаарддаг бөгөөд байгалийн хий энэ үүргийг харьцангуй хямд үнээр гүйцэтгэдэг. Хүлэмжийн барьцаа хадгалалтын (CCS) тусламжтайгаар байгалийн хий нь цөөн нүүрс хүчлийн хий ялгаруулах сүлжээнд хэдэн арван жил дагаа ажиллаж болох бөгөөд тухайлбал цахилгаанжих нь хүнд байдаг том үйлдвэрлэлийн салбарт энэ нь онцгой ач холбогдолтой.

Prev : Төмөр эх үүсгэх дулаарыг ашиглахад ямар орчин үеийн хувьсагчид байдаг вэ?

Next : Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх уулзварууд нь газар тогтлын энерги хэрэгцээг хэрхэн хангаж байна вэ?

Table of Contents