Чтобы планета не задохнулась

Ежегодно человечество добавляет более 20 млрд т углекислого газа в атмосферу. 20 млрд т выбросов в год, которые частично поглощаются Мировым океаном, из-за чего он постепенно окисляется, а остальное останется в атмосфере и выпадает нам на голову.

"За последние 30 лет потребление угля в мире выросло на 68%, нефти - на 36, а газа - на 82%. Зависимость человечества от ископаемого топлива, которое все еще обеспечивает более 80% потребностей в энергии, разрушает планету и приводит к массовым нарушениям прав человека", - заявляют правозащитники ООН.

Крупнейший в мире инвестиционный банк Goldman Sachs объявил о прекращении новых инвестиций в ископаемые виды энергии, за исключением углеродно-нейтральных. В результате сгорания углеродно-нейтрального топлива (УНТ) не увеличиваются выбросы оксида углерода (СО₂) в атмосферу. И если швейцарские инженеры уже научились добывать из воздуха керосин как углеродно-нейтральное топливо, то в Украине до этого еще очень далеко. И не только технологически далеко, но в первую очередь по причине того, что у нас под ногами куча энергии, не требующей приложения огромных усилий для ее использования. И если ее не собрать, то она все равно улетучится и увеличит объемы выбросов.

Рынки становятся "зелеными"

Подписание Соглашения об ассоциации с ЕС возложило на Украину обязательства не только учитывать, но и согласно графику сокращать выбросы. Верховная Рада приняла во втором чтении проект закона "Об основах мониторинга, отчетности и верификации выбросов парниковых газов" (№0875), вводящий в Украине европейские нормы по учету выбросов парниковых газов на предприятиях. Документ направлен на выполнение Директивы 2003/87/ЕС. И если Украина в ближайшее время не внедрит систему учета и торговли выбросами, то получит дополнительные налоги на свой экспорт, и рынки могут закрыться для украинской продукции.

Аккумуляторы как способ сокращения выбросов

В первую очередь необходимы аккумуляторы энергии (Energy storage) с учетом того, что атомная энергетика Украины недогружена. Применение электрической аккумуляции в ночное время может поднять базовые показатели работы АЭС и увеличить долю этой составляющей в энергобалансе страны, что несомненно уменьшит долю учитываемых выбросов. Украина большая страна с огромным потреблением электроэнергии, а значит, и аккумуляторы должны быть в подобных масштабах.

Резервов гидроаккумулирующих электростанций уже нет, а последующее их масштабирование приведет к огромным экологическим издержкам. Главным, на мой взгляд, является водородное направление аккумуляции, в сочетании с украинской газотранспортной системой (ГТС).

Водород в качестве рабочего тела аккумулятора

Как известно, 2/3 водорода на сегодняшний день вырабатывается из природного газа с поглощением большого количества энергии.

Также заслуживает внимания технология гидролиза водорода из воды. Суть этой технологии: разложение молекулы воды Н₂О на водород и кислород с использованием большого количества электроэнергии (это нужно делать в ночные часы). А при обратном процессе - выработка электроэнергии при сжигании водорода и кислорода. При этом накапливать водород можно как в специальных емкостях, так и путем закачивания в ГТС с последующим отбором из этой системы природного газа в пересчете на энергетические показатели. В связи с этим хорошая новость: газотурбинная установка (ГТУ) компании Siemens способна работать как на чистом природном газе, так и с примесью до 50% водорода. Отсюда схема может быть следующей: ГТУ стоит на городских ТЭЦ и производит днем электроэнергию в сеть по рыночной (высокой) цене, а в периоды низкой цены на нее электрическая энергия аккумулируется в водород. Таким образом, это может быть одним из вариантов спасения городских ТЭЦ, работающих сегодня на газе и имеющих непонятную перспективу в условиях рынка электроэнергии. Поскольку ТЭЦ нужно будет списывать убытки при производстве электроэнергии на тепловую энергию, а это рост тарифов на тепло.

Утилизация бросового потенциала

За последние несколько лет мне приходится довольно часто доказывать технически грамотным людям, что прямой угол равен 90 градусов! По роду своей деятельности часто бываю в Литве, где вопрос использования бросового тепла уходящих газов решен, по-моему, на самом совершенном уровне. И мне приходится доказывать, что подобные технические решения применимы в нашей стране. Логика моих оппонентов, что у нас это невозможно, к сожалению, в итоге побеждает, - за исключением установленных единиц, массового применения утилизаторов тепла глубокого охлаждения дыма (конденсационного экономайзера) в Украине не наблюдается. А зря! Такие устройства в Литве только за последний отопительный период "собрали" более 14% от всего тепла для нужд отопления страны. Суть работы конденсационных экономайзеров состоит в охлаждении дымов котельной до температуры возвратного теплоносителя тепловой сети. Сегодня на всех котельных страны происходит бессмысленное расходование тепла: для обеспечения нормативного прогрева дымовой трубы котельной до температуры более +70°С (даже при -21°С на улице) в нее подаются дымовые газы температурой около +180°С, тогда как в тепловую сеть в этот самый момент тепло может подаваться с температурой +65°С. То есть мы греем дымовые трубы и воздух над котельной, используя дорогостоящее топливо и нагружая потребителей дополнительными расходами за отопление.

Что нужно изменить? Безотлагательно внедрить простую норму: температура дыма вне котельной не должна быть выше температуры подачи в тепловую сеть, собственно, ввести понятие "тепловое загрязнение" окружающей среды. И что самое важное: переоснащение котельных такими утилизаторами окупается в срок не более четырех лет, включая замену дымовых труб или их модернизацию.

Биоуголь на замену ископаемому углю

Новый тренд в мире - использование биоугля в работе угольных электростанций и в металлургии. При этом не нужно строить новые мощности по сжиганию, биоуголь можно производить с такими же параметрами, что и ископаемый, а технология угольной станции не "заметит" замены угля, но зато жители вокруг ощутят, что перестало вонять серой. Также экологи перестанут взимать налоги, ну и золоотвалы в городах прекратят расти.

Технологии производства биоугля более тысячи лет - это выжигание древесины или другой биомассы без доступа кислорода. При этом выделяемый при обжиге древесный (пиролизный) газ можно использовать для энергетических целей, а главное, качественно его сжигать без остаточного угарного газа СО.

И еще один очень важный момент. Мировые тенденции таковы: если есть высокий потенциал энергии, ее сначала нужно использовать для производства электроэнергии. В данном случае тоже следует пиролизные газы использовать для выработки электроэнергии.

Углекислого газа в стране не хватает?

Как ни странно, в Украине из-за военных действий на Востоке страны и проблем с химическими заводами резко упал объем производства жидкого углекислого газа. И на сегодняшний день только треть углекислоты вырабатывается отечественными производителями, а остальное импортируется в основном автотранспортом, что несомненно приводит к удорожанию этого очень нужного продукта не менее чем в два раза. И тут на помощь опять должны прийти возобновляемые источники энергии, так как отходы СО₂, образуемые при сжигании, не будут облагаться налогами.

"Оставьте подземные энергоносители под землей"

Недавно Генеральный секретарь ООН Антониу Гутерреш озвучил простыми словами главную проблему пикирующего загрязнения нашей планеты: "Оставьте подземные энергоносители под землей". Мы должны понимать, что переход на альтернативные виды топлива - дорогостоящее мероприятие, но, двигаясь по этому пути, мы решим, кроме экологических проблем, и проблему занятости населения, что в наш век передачи энергии просто по трубе является не менее важной проблемой наряду с экологией.