EN
Які останні досягнення у технологіях виробництва електроенергії?
У постійно змінюваному енергетичному ландшафті глобального масштабу генерація електроенергії технології є на передовій змін. В умовах подвійного завдання — задоволення зростаючих потреб у енергії та скорочення викидів вуглекислого газу — останні досягнення охоплюють різноманітні джерела енергії, від викопного палива до відновлюваних джерел та ядерної енергетики. Ці інновації не лише підвищують ефективність та надійність генерація електроенергії але й прокладають шлях до більш стійкого енергетичного майбутнього.
Прогрес у виробництві електроенергії на основі викопного палива
Ультра-критичні та просунуті технології CFB
Незважаючи на зрушення у бік відновлюваних джерел енергії, виробництво електроенергії з вугілля все ще відіграє значну роль у енергетичному балансі багатьох країн. Розвиток котлів ультра-суперкритичного тиску (USC) став суттєвим кроком вперед. Ці котли працюють при надзвичайно високих тиску і температурі, досягаючи теплової ефективності до 45%, що є суттєвим покращенням порівняно з традиційними субкритичними котлами. Наприклад, в Китаї багато нових електростанцій, що працюють на вугіллі, впроваджують технологію USC, скорочуючи споживання вугілля і викиди CO₂ на одиницю виробленої електроенергії.
Ще однією інновацією є технологія 660-мегаватного надкритичного циркулюючого киплячого шару (CFB). У світі першим таким проектом, що розташований у місті Біньчжоу, провінція Шеньсі, Китай, успішно введено в комерційну експлуатацію. Ця технологія здатна спалювати широкий діапазон палива низької якості, такого як вугільна суспензія та порода, зберігаючи високу ефективність. Вона також має передові заходи охорони навколишнього середовища, як-от напівсухий процес знешкодження сірки з ефективністю понад 98%, а також інноваційний дизайн рукавного фільтра, що зменшує капіталовкладення та енергоспоживання.
Спільне спалювання вугілля та аміаку
З метою декарбонізації виробництва електроенергії на ТЕЦ з вугілля, виникла концепція спільного згоряння вугілля та аміаку. Нещодавно Державна енергетична група Китаю успішно провела випробування спільного згоряння аміаку та вугілля на генераторній установці потужністю 600 мегават із вугільним паливом. Це випробування використовувало технологію передзаправленого згоряння аміаку та вугілля й досягло стабільної роботи в багатьох умовах навантаження. Ступінь згоряння аміаку досяг 99,99%, а збільшення концентрації оксиду азоту перед встановленням пристрою денітрифікації контролювалося в межах 20 мг/Нм³. Використання аміаку, палива без вуглецю, для часткової заміни вугілля може значно скоротити викиди діоксиду вуглецю з виробництва електроенергії на ТЕЦ, пропонуючи новий шлях для зменшення вуглецевих викидів в енергетичній галузі.
Прориви в виробництві електроенергії з відновлюваних джерел
Високоефективне сонячне виробництво електроенергії
Галузь виробництва сонячної енергії досягла значних успіхів останнім часом. N-типові сонячні елементи стають новим мейнстрімом, їхня частка на ринку зросла більш ніж на 50 процентних пунктів порівняно з попереднім роком. Ці елементи мають більш високу ефективність перетворення, яка досягає 25–26% у масовому виробництві, порівняно з 20–22% у традиційних P-типових елементів. Наприклад, деякі великі сонячні електростанції у США та Китаї тепер використовують сонячні панелі N-типу, які можуть виробляти більше електроенергії на одиницю площі, зменшуючи загальну вартість виробництва сонячної енергії.
Ще одним напрямком розвитку є зростання концентрованої сонячної енергетики (CSP) із системами зберігання енергії. У регіонах із надлишком сонячного світла, таких як пустелі Близького Сходу та Північної Африки, будуються електростанції CSP із системами зберігання теплової енергії на основі розплавленої солі. Ці електростанції можуть накопичувати сонячну енергію вдень і виробляти електроенергію вночі або в похмурі дні, забезпечуючи більш стабільне енергопостачання. Наприклад, комплекс Ноор у Марокко є однією з найбільших у світі CSP-електростанцій потужністю 580 МВт із системою зберігання теплової енергії на основі розплавленої солі тривалістю 7 годин, що забезпечує безперебійне виробництво електроенергії навіть після заходу сонця.
Великогабаритна та передова генерація вітрової енергії
Розмір вітрових турбін постійно зростає. Успішно запущено найбільшу у світі 26-мегаватну морську вітрову турбіну. Більші турбіни означають більшу потужність виробництва електроенергії та нижчу вартість на одиницю електроенергії. Крім того, технологія плавучих вітрових турбін досягає значних успіхів. Ці турбіни можна встановлювати у більш глибоких водах, де вітряні ресурси є більш доступними. Норвегія і Великобританія очолюють розробку і впровадження плавучих вітрових ферм, що може розширити потенційну площу для виробництва вітрової енергії.
Сучасні системи керування також застосовуються для вітрових турбін. Ці системи можуть регулювати кут повороту лопатей і напрямок обертання турбіни в реальному часі відповідно до швидкості і напрямку вітру, оптимізуючи ефективність виробництва електроенергії та зменшуючи знос обладнання. Це не тільки покращує загальну продуктивність вітрових електростанцій, але й подовжує термін служби обладнання.
Виробництво електроенергії з біомаси з рекуперацією тепла
Технологія виробництва енергії з біомаси також досягла значного прогресу. Успішно випробувано «технологію наднизьких викидів димових газів та комплексного використання тепла в усьому температурному діапазоні». Ця технологія дозволяє електростанціям, що працюють на біомасі, досягати наднизьких викидів димового газу, а також вилучати низькопотенційне тепло і розділяти, а також вилучати забруднювачі з димових газів. Наприклад, на електростанції потужністю 30 МВт ця технологія може відновлювати 14 МВт корисного тепла щогодини, яке може використовуватися для виробництва електроенергії або опалення. У той же час вона може перетворювати оксиди азоту в димових газах на рідкий добриво з концентрацією нітрату амонію 15%, перетворюючи відходи в багатство і створюючи додаткові економічні переваги для електростанцій на біомасі.
Інновації у виробництві ядерної енергії
Малі модульні реактори (SMRs)
Малі модульні реактори є новою тенденцією в ядерній енергетиці. Ці реактори мають менші розміри, з виробничими потужностями, як правило, від 10 до 300 МВт, у порівнянні з 1000 МВт і більше у традиційних великих ядерних реакторах. ММР виготовляються на заводі, що скорочує час будівництва та витрати. Вони також забезпечують підвищені характеристики безпеки, наприклад, пасивні системи охолодження, які можуть запобігти розплавленню активної зони у разі надзвичайних ситуацій. Країни, як-от США, Канада та Великобританія, активно досліджують та розробляють ММР, деякі проекти очікують до початку експлуатації протягом наступного десятиліття.
Передові паливні цикли
Ще однією сферою інновацій у галузі ядерної енергетики є удосконалені паливні цикли. Нові технології паливних циклів мають на меті поліпшити використання ядерного палива та зменшити кількість радіоактивних відходів. Наприклад, розробка швидких реакторів дозволяє ефективніше використовувати уран і виробляти менше довгоживучих радіоактивних відходів порівняно з традиційними водо-водяними реакторами. Деякі країни, такі як Росія та Китай, проводять наукові дослідження та розробки у сфері технології швидких реакторів з метою створення демонстраційних реакторів у найближчому майбутньому.
НП: Досягнення у технологіях виробництва електроенергії
Як ці досягнення впливають на вартість виробництва електроенергії?
Прогресивні технології у сонячній, вітровій та біомасовій генерації електроенергії поступово зменшують витрати. Наприклад, зростання ефективності сонячних елементів та збільшення розмірів вітрових турбін зменшують вартість одиниці виробленої електроенергії. У виробництві електроенергії з викопного палива технології, такі як USC-котли та CFB, також підвищують ефективність, зменшуючи споживання палива, а отже, і витрати. Проте початкові інвестиції в деякі нові технології, такі як SMR у ядерній енергетиці, можуть бути високими, але очікується їхня довгострокова економічна вигідність.
Чи є ці нові технології виробництва електроенергії екологічно чистими?
Більшість останніх досягнень створені з урахуванням охорони навколишнього середовища. Технології відновлюваної енергії, такі як сонячна, вітрова та генерація енергії з біомаси, під час роботи виділяють мінімальну кількість парникових газів або не виділяють їх зовсім. У справі виробництва енергії з викопного палива технології, такі як спільне згоряння вугілля й аміаку та передові котли CFB, мають на меті зменшення викидів двоокису вуглецю та забруднювачів. Ядерна енергетика, завдяки передовим технологіям, таким як малі модульні реактори (SMR) і передові паливні цикли, також може бути більш екологічно чистою за рахунок поліпшення використання палива й зменшення кількості відходів.
Наскільки швидко можуть бути впроваджені ці нові технології по всьому світу?
Швидкість розгортання залежить від технології. Сонячні та вітрові технології розгортаються порівняно швидко, особливо в регіонах із сприятливими політичними умовами та достатніми ресурсами. Наприклад, Китай та США швидко нарощують потужність сонячних і вітрових електростанцій. Однак такі технології, як малі модульні реактори (SMR) у ядерній енергетиці та деякі передові технології виробництва енергії з біомаси, можуть довше розгортатися через регуляторні затвердження, високі початкові інвестиції та вимоги до зрілості технологій.
Чи покращують ці досягнення надійність енергопостачання?
Так, вони забезпечують. Технології, такі як CSP із накопиченням енергії у сонячній електрогенерації та передові системи керування у вітровій електрогенерації, можуть забезпечити більш стабільний вихід електроенергії. У теплових електростанціях передові котли та технології згоряння покращують надійність роботи електростанцій. Малі модульні реактори (SMR) у ядерній енергетиці також пропонують удосконалені функції безпеки та надійності, що сприяє більш стабільному електропостачанню.
Яка роль урядів у сприянні цим досягненням?
Уряди відіграють важливу роль. Вони можуть надавати фінансові стимули, такі як субсидії та податкові пільги, для розвитку та впровадження нових технологій виробництва електроенергії. Наприклад, багато країн надають субсидії для проектів сонячної та вітрової енергетики. Уряди також встановлюють екологічні регуляції, які стимулюють розвиток більш чистих технологій виробництва електроенергії у секторах викопного палива та атомної енергетики. Крім того, вони можуть інвестувати в наукові дослідження та розробки й підтримувати будівництво інфраструктури для нових технологій виробництва електроенергії.
Table of Contents
- Які останні досягнення у технологіях виробництва електроенергії?
- Прогрес у виробництві електроенергії на основі викопного палива
- Прориви в виробництві електроенергії з відновлюваних джерел
- Інновації у виробництві ядерної енергії
-
НП: Досягнення у технологіях виробництва електроенергії
- Як ці досягнення впливають на вартість виробництва електроенергії?
- Чи є ці нові технології виробництва електроенергії екологічно чистими?
- Наскільки швидко можуть бути впроваджені ці нові технології по всьому світу?
- Чи покращують ці досягнення надійність енергопостачання?
- Яка роль урядів у сприянні цим досягненням?