Минусы и плюсы электростанции: Преимущества и недостатки тепловых электростанций / Тепловые электростанции (ТЭС) / Статьи

Новый газ: как водород позволит сохранить все плюсы топливной энергетики, исключив минусы

НаукаАвто

Автомобильный мир готовится к отказу от двигателя внутреннего сгорания

Фото

ISTOCKPHOTO

Автомобильный мир готовится к отказу от двигателя внутреннего сгорания (ДВС). С 2025 года Audi прекращает разработку бензиновых машин. Volvo и Mercedes-Benz завершат их производство в 2030 году. Volkswagen — к 2035-му. А Норвегия объявила, что уже с 2025 года в стране запрещается продажа новых машин с ДВС.

У электромобилей много преимуществ: они проще в обслуживании, быстрее разгоняются, меньше шумят, а главное, не выбрасывают в атмосферу углекислый газ, вызывающий глобальное потепление климата. И все же сами электромобили не гарантируют перехода к устойчивому развитию нашей технологической цивилизации. Вероятно, это лишь промежуточная, переходная технология, на смену которой вскоре придет другая — водородная.

Запасы электричества

Сегодня электричество, которым заряжают электромобили, по большей части вырабатывается на тепловых электростанциях. Так что выбросы CO₂ не прекращаются, а лишь снижаются, поскольку у современных парогазовых установок КПД раза в два выше, чем у автомобильного двигателя.

Для полного избавления от выбросов CO₂ надо повсеместно отказаться от сжигания ископаемого топлива. Такую возможность дает атомная энергетика, но доверие к ней упало после аварий в Чернобыле и на АЭС «Фукусима-1». Поэтому упор делается на развитие возобновляемых источников энергии.

Совокупная мощность солнечных и ветряных электростанций растет в мире на 15–20% в год. Они уже дают 8% глобального производства электричества, а в некоторых европейских странах — более 30%. Однако солнце и ветер — нестабильные источники энергии, зависящие от погоды и времени суток. Чтобы уйти от ископаемого топлива, надо энергию сохранять про запас, а с этим пока проблемы.

Типичная батарея электромобиля весом полтонны хранит около 100 киловатт-часов энергии — примерно как 10 литров бензина. Понадобилось бы 20 млн таких батарей, чтобы держать месячный запас электроэнергии для Москвы, — по две штуки на каждого жителя. Их бы хватило, чтобы сложить пирамиду Хеопса. И стоила бы такая батарейка как все российские атомные электростанции, вместе взятые.

Подсмотрено у природы

Подход к решению этой проблемы подсказывает сама природа. За счет фотосинтеза растения запасают солнечную энергию в химической форме, и потом она расходуется по мере необходимости. Кстати, наше ископаемое топливо — это тоже древняя органика, захороненная в осадочных породах. Биохимики давно пытаются реализовать искусственный фотосинтез. А естественный тем временем используется для производства биотоплива. И не страшно, что при сгорании этанола, биодизеля и биогаза выделятся CO₂, ведь он не добыт из-под земли, а захвачен растениями из воздуха, куда и возвращается. Вот только справиться с нестабильностью солнечно-ветровой энергетики биотопливо не особо помогает: в нем не получается аккумулировать электроэнергию.

Однако не обязательно во всем повторять природу и запасать энергию в форме органики. Технологически удобнее использовать для этого чистый водород, получая его электролизом воды, то есть ее разложением на элементы под действием электрического тока. Обратную задачу решают топливные элементы, в которых водород, окисляясь, сразу дает электроэнергию, причем без горения и подвижных механических деталей. При этом в атмосферу выделяется лишь безвредный водяной пар.

Производить водород из воды можно там, где есть избыток чистой энергии — возле крупных ГЭС, офшорных ветропарков или в пустынных районах и на южных склонах гор, где максимально эффективны солнечные батареи. К месту использования его можно доставлять как обычное топливо. При этом водород универсален: можно не только получать из него электроэнергию, но и использовать его для отопления, в двигателях, в химической промышленности. Все это выглядит очень элегантно, но на практике оказывается несколько сложнее.

Водородные баллоны занимают больше места, чем бензобак, но меньше, чем тяговая батарея электромобиля

Фото

bentrussell / ISTOCKPHOTO

Проблемы большие и малые

Любые преобразования энергии сопряжены с потерями, и сохранение энергии в форме водорода не исключение. В конце прошлого века промышленные электролизеры первого поколения (кислотные) теряли около 30% энергии, еще столько же пропадало в топливных элементах. На выходе оставалась лишь половина исходной электроэнергии. Это неплохо, если сравнивать с ДВС, который использует лишь 25–30% энергии сжигаемого топлива, но для хранения энергии в масштабах мегаполиса маловато. Однако технологии не стоят на месте: в современных электролизерах (на протонообменных мембранах) и топливных элементах теряется уже только по 20%, то есть сохраняется две трети запасаемой энергии. А к 2030 году потери в крупных промышленных установках снизятся до 10–15% — сохраняться будет три четверти запасенного. Это уже приемлемо, учитывая, что через водородные хранилища станет проходить не вся электроэнергия, а только часть, компенсирующая разницу между ее производством и потреблением.

Правда, новые эффективные электролизеры могут привести к подорожанию мобильных телефонов, ноутбуков и телевизоров. В них в качестве катализатора используется иридий — редкий металл, необходимый при производстве ЖК-дисплеев. Добывать иридий на астероидах мы будем еще нескоро, как бы ни старался Илон Маск, так что решение придется искать на Земле. Возможно, его даст следующее поколение электролизеров (на твердых оксидах), в которых иридий не требуется. Они обещают фантастический КПД — выше 100% при условии работы с горячим паром. Закон сохранения энергии тут, конечно, не нарушается, просто в запас идет не только энергия электрического тока, но и часть тепловой энергии пара.

Долгое время применение водорода сдерживалось трудностями его хранения. В жидкую форму он переходит только вблизи абсолютного нуля и требует сложного криогенного оборудования. Применяют жидкий водород в основном в ракетной технике, где важно до предела уменьшить занимаемый топливом объем. Впрочем, в 2004 году компания BMW сделала гоночный автомобиль h3R на жидком водороде. На нем был установлен целый ряд рекордов, но больше он ни на что не годился.

Водород и экономика

Сегодня не менее 95% водорода в мире производится не электролизом, а из метана по нехитрой схеме: CH₄ + 2H₂O ➝ CO₂ + 4H₂. То есть с выделением углекислого газа. Этот процесс требует гораздо меньше энергии, чем электролиз. Поэтому «метановый» водород дешевле «зеленого» электролизного. Но как добиться, чтобы для заправки машин или отопления покупался и продавался именно «зеленый» водород? Ответ один: углеродный налог. Выбросы CO₂ в атмосферу наносят прямой ущерб климату, а значит, всем жителям планеты. За такой ущерб следует платить компенсацию. И тогда окажется, что «зеленый» водород производить и покупать дешевле.

Водород и озон

Неизбежные утечки — еще одна претензия, которую предъявляют будущей водородной энергетике. Из-за малого размера молекул водород понемногу просачивается даже через толстостенные стальные трубы и баллоны. Метрового диаметра водородопровод высокого давления за сутки теряет сотни, а то и тысячи кубометров газа на километр длины. Прямой угрозы это не создает, но есть мнение, что водород будет разрушать озоновый слой, который едва удалось спасти от фреонов. Вопрос еще изучается, но опасность, по-видимому, преувеличена. Одна молекула водорода реагирует максимум с одной молекулой озона, тогда как фреоны были катализаторами, и каждая их молекула разрушала сотни и тысячи молекул озона.

Водород и безопасность

Сомнения в безопасности — одно из серьезных препятствий для развития водородных автомобилей. До сих пор часто вспоминают чудовищную катастрофу заполненного водородом дирижабля «Гинденбург» в 1937 году. Поэтому автопроизводители делают особый упор на безопасность. В Toyota, например, разработали для водородных баллонов высокого давления специальный полимер, армированный углеродными нанотрубками. В интернете можно найти видеозаписи, как водородные баллоны проходят краш-тесты, в них даже стреляют из автомата. Пуля, конечно, пробивает баллон, однако выходящий водород очень быстро рассеивается и не взрывается, даже если его поджечь. Опасен он только при утечке в закрытом помещении, например в плохо вентилируемом подземном паркинге.

Типичная батарея электромобиля хранит около 100 киловатт-часов энергии — это примерно как 10 литров бензина

Фото

Tramino / ISTOCKPHOTO

Водородные авто

Для применения в автотранспорте подходит не жидкий, а сжатый водород, но и его хранить непросто. Поскольку водород почти в 30 раз легче воздуха, его надо закачивать в баллоны под очень высоким давлением. Первое время использовался стандарт 350 атмосфер, но тогда в 60-литровый баллон помещается всего 1,5 килограмма водорода, что позволяет проехать лишь 100–150 км. Сейчас водородомобили заправляют под давлением 700 атмосфер, что удваивает пробег. В Toyota Mirai ставится два таких баллона, вмещающих 5,5 кг газа. Рекорд автомобиля — 1003 км на одной заправке.

Водородные авто есть уже у многих производителей. По цене они сравнимы с электромобилями. Среди них есть гибриды, имеющие небольшую электрическую батарею для рекуперации энергии при торможении или спуске с возвышенности.

Если что-то и сдерживает развитие водородного транспорта, так это заправка. Пока стоимость водорода остается примерно такой же, как у бензина. Но с ростом масштабов производства водород будет дешеветь. Министерство энергетики США поставило амбициозную цель «1 1 1»: добиться, чтобы через 1 десятилетие (к 2030 году) 1 килограмм «зеленого» водорода стоил 1 доллар. Если цель будет достигнута, водородомобили обойдут по экономичности электрокары.

Нужно больше водородных заправок. Сейчас во всем мире их около 600 (сколько и обычных АЗС в Москве). Половина — в Азии, в основном в Японии и Южной Корее. Большая часть остальных — в Евросоюзе, в основном в Германии и Франции. Есть еще отдельные сети на Восточном и Западном побережьях США. Число водородных заправок растет на 20% в год. Такими темпами пользоваться ими станет вполне комфортно через 15–20 лет.

Зеленое водородное будущее

Первый водородный автомобиль на топливных элементах пошел в серию всего через шесть лет после первого современного электромобиля Tesla Roadster, однако в целом водородная энергетика отстает от альтернативной лет на 15–20. Но со временем отставание непременно будет наверстано. Дело в том, что картина электромобиля, заряжаемого от солнечных электростанций, не так «зелена» и «устойчива», как это рисует реклама. Одни только солнечные и ветряные электростанции не смогут обеспечить всех потребностей экономики. Батареи электрокаров — это узкое место: они тяжелые из-за низкой плотности энергии, они дорогие из-за дефицитного лития, они медленно заряжаются из-за ограничений на силу тока и они трудны в переработке из-за неразборной конструкции.

С 2018 года в окрестностях Гамбурга началась коммерческая эксплуатация водородного поезда Coradia iLint

Фото

Kai Michael Neuhold / VG Bild-Kunst / ISTOCKPHOTO

Водород как энергоноситель свободен от всех этих недостатков. Как и другое топливо, его можно доставлять в отдаленные районы и использовать в автономных силовых установках, не подключенных к электросети, например на кораблях. Фактически водород позволяет сохранить все плюсы топливной энергетики, исключив главные минусы: выбросы парниковых газов и зависимость всего мира от нескольких стран с крупными месторождениями углеводородов.

Водород позволит сохранить все плюсы топливной энергетики,
исключив минусы

Все это напоминает историю с лампочками. Когда пришло время отказываться от неэкономичных ламп накаливания, то очень быстро раскрутилась технология компактных люминесцентных ламп. Но всего за десятилетие им на смену пришли гораздо более технологичные, экономичные и надежные светодиодные лампы. Нечто подобное ожидает и электромобили, когда водородная энергетика достигнет зрелости.

В «Газпром нефтехим Салават» ввели установку производства водорода. Она будет обеспечивать потребности компании в чистом водороде

И, кстати, солнечные и ветряные электростанции тоже могут оказаться переходными технологиями. Сейчас они решают острую проблему декарбонизации, но и сами не свободны от проблем: они занимают большие территории, меняют ландшафты и далеко не идеально экологичны в производстве и утилизации. Между тем в разработке сейчас находится другая водородная технология, которая в случае успеха может решить все эти проблемы, — управляемый термоядерный синтез. Но это уже совсем другая история.

_{Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 8, октябрь 2021}

Александр Сергеев

Теги

• энергетика

Шесть необычных источников энергии, которые пригодятся человечеству

Борщевик: из паразита в суперконденсаторы

Источник. Борщевик Сосновского. Растение, которое активно разводили в СССР как ценную кормовую культуру, оказалось страшным сорняком: оно захватывает всё новые территории, вызывает у людей ожоги, а в пищу животным не годится.

Сюжет напоминает роман и одноимённый фильм «День триффидов».

Условия. Использовать борщевик как источник энергии придумали российские учёные из НИТУ «МИСиС».

Увидев эту новость, мы подумали, что это первоапрельская шутка. Проверили дату — август. Значит, всё серьёзно!

Технология подготовки сорняка к работе на нужды энергетики описывается так: «Из сухих стеблей борщевика нарезали бруски длиной около сантиметра. Затем для удаления различных неорганических соединений, которые содержатся в стеблях, обработали их соляной кислотой, промыли и высушили. Для получения углеродного материала измельчённые стебли борщевика насытили углекислым газом при температуре 400 °С. На следующей стадии полученный материал смешали с гидроксидом калия и провели его активацию, то есть открыли образовавшиеся поры в атмосфере аргона при различных температурах».

Применение. Борщевик предлагается задействовать в устройствах накопления энергии — суперконденсаторах. От традиционных батарей они отличаются высокой мощностью и продолжительным сроком службы. При изготовлении электродов для суперконденсаторов используются углеродные материалы с большим количеством пор разного размера. Обработанные стебли борщевика хорошо для этого подходят.

Эффективность. Учёные утверждают, что борщевик в качестве материала для электродов, конечно, уступает графену, но ничуть не хуже других растительных материалов, например переработанной скорлупы орехов.

Плюсы

Отечественная разработка соответствует мировому тренду на использование растительного экологичного сырья.

Минусы

Радует и тот факт, что растение-террорист наконец начало приносить пользу Работать с борщевиком опасно: он вызывает ожоги. К тому же вряд ли кому-то придёт в голову снова засевать поля борщевиком, а значит, непонятно откуда брать сырьё в будущем

Водоросли: зелёные универсалы

Источник. Водоросли — подойдут и обычные зелёные, и диатомовые — те, которые с кремниевым панцирем, и микроводоросли, крошечные одноклеточные растения. В океане этого добра очень, очень много. Нужно только создать подходящие условия для извлечения липидов, которые запасают водоросли. А из них можно получать энергию.

Кстати, по одной из версий, именно из водорослей миллионы лет назад на Земле образовалась нефть. Можно ли ускорить этот процесс? Над этим учёные тоже работают.

Условия. Для быстрого роста и размножения водорослям необходимы вода, углерод и солнечный свет. Ничего сложного!

Применение. Пионером в области добычи энергии из водорослей стала Япония, у которой нет собственных запасов углеводородов, зато предостаточно водных ресурсов. Электростанция компании Tokyo Gas занимается промышленным сбраживанием морских растений: водоросли собирают, добавляют к ним воду, измельчают до состояния жижи, а затем ферментируют при помощи микроорганизмов. В результате выделяется метан, который поступает в газовый двигатель, вращающий генератор. Выдаваемой мощности в 10 кВт хватает, чтобы обеспечить электричеством десять домов с офисами и производственными помещениями Tokyo Gas.

Bio Intelligent Quotient House в Гамбурге Фото: IBA-Hamburg GmbH / Johannes Arlt

В мире есть несколько биогибридных многоэтажных жилых домов, снаружи покрытых биомассой из водорослей (в аккуратных аквариумах и стеклянных панелях), которая полностью обеспечивает жильцов энергией.

Например, в 2013 году в Гамбурге появился необычный 15-квартирный дом Bio Intelligent Quotient House. Его фасад покрыт 129 продуваемыми аквариумами, внутри которых расположены биореакторы с морскими водорослями. Накопленное тепло используется для подогрева воды в системе отопления. А в израильском городе Димона можно увидеть настоящие висячие сады из морских растений. Их выращивают в подвесных ёмкостях с солёной водой, сушат и превращают в биотопливо.

Эффективность. С 1 га можно получить 150 тыс. кубометров биогаза в год — сравнимо с мощностью типовой газовой скважины и достаточно, чтобы в течение всего периода снабжать энергией небольшой населённый пункт.

Плюсы

Всё очень экологично: топливо образуется за счёт фотосинтеза и брожения. К тому же водорослей можно развести сколько угодно, это практически бесконечный ресурс

Минусы

Нужно очень много воды

Вулканы: спящие монстры

Источник. Горячая магма, наземные и подводные вулканы.

Условия. Наличие вулканических скважин, высокая температура и присутствие сверхкритической жидкости — вещества, находящегося в промежуточном состоянии между обычной жидкостью и газом. Из генератора, работающего на сверхкритической жидкости, можно извлечь в 10 раз больше электричества, чем из обычного кипятка.

Под землёй довольно тепло — и чем глубже, тем теплее. В километре от поверхности всего 30 °С, в Кольской сверхглубокой скважине на глубине 12 км — 212 °С. А на глубине 100 км температура предположительно достигает 1300-1500 °С.

Применение. В 2013 году американские исследователи взялись за разработку вулканической энергии, выбрав в качестве испытуемого спящий вулкан Ньюберри в штате Орегон. Глубоко в горячие горные породы закачивалась солёная вода. При нагреве она превращалась в пар, который попадал в генератор, вырабатывавший электроэнергию.

Похожие электростанции заработали во Франции, Германии, России и других странах. В Исландии сверхкритическую жидкость используют для обеспечения энергией столицы — Рейкьявика. Этот проект получил название «Тор» в честь популярного скандинавского бога с молотом. На склоне вулкана, который извергался несколько веков назад, пробурили скважину глубиной 4600 метров. Температура внутри оказалась около 420 °С. Чтобы полностью обеспечить Рейкьявик энергией, достаточно пяти таких скважин.

Мутновская ГеоЭС на Камчатке — крупнейшая геотермальная электростанция России Фото: paul-fish.livejournal.com, Севзапэнергомонтажпроект

Российские геотермальные электростанции расположены на Дальнем Востоке, в частности на Сахалине и Камчатке. Самая мощная — у подножия вулкана Менделеева на острове Кунашир, она выдаёт 7,4 МВт и снабжает энергией дома местных жителей.

Эффективность. По оценке Геологической службы США, геотермальные источники энергии могут дать половину необходимого стране электричества.

Плюсы

Энергии много — запасов земного тепла хватит на несколько миллиардов лет. И эта энергия не слишком загрязняет атмосферу

Минусы

В горячие недра Земли добираться сложно и дорого. А там, где расплавленная магма близка к поверхности, скажем так, довольно опасно

Сточные воды: отходы в доходы

Источник. Канализация, стоки от производства.

Условия. В неочищенной воде должна быть органика, например отходы пищевой промышленности или нашего организма.

Применение. Профессор Университета штата Пенсильвания Брюс Логан и его коллеги в 2012 году придумали, как вырабатывать электричество в процессе очистки воды из канализации. Для этого нужна большая колония экзоэлектрогенных бактерий — микроорганизмов, которые питаются органикой из сточных вод и при этом производят электричество.

Экзоэлектрогенные бактерии — это готовые биобатареи: в процессе обмена веществ они генерируют электроны и выводят их наружу.

Экзоэлектрогенные бактерии Фото: NASA

В России микробными топливными элементами занимается Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева. Здесь разрабатывают собственную микробную систему очистки вод с синхронной генерацией электроэнергии.

Эффективность. По оценке создателей, сточные воды могут возвращать от 7 до 17% всей потребляемой людьми электроэнергии.

Плюсы

Вода очищается, энергия вырабатывается

Минусы

Вряд ли всем понравится работать с канализационным стоком и прочими отходами

Городская инфраструктура: ни шагу без пользы

Источник. Турникеты, двери и тротуарная плитка.

Условия. Нужны прохожие на тротуарах и желающие проходить через турникеты.

Применение. Несколько исследовательских центров пытаются использовать потоки людей как генераторы энергии. Например, на вокзале в токийском районе Сибуя турникеты оснащены электрогенераторами, а в полу под ними встроены пьезоэлементы. Электричество производится от давления и вибраций, создаваемых людьми, которые на них наступают. В голландском центре Natuurcafe La Port для выработки электричества используют энергию усилия, прикладываемого посетителями для открывания дверей.

Дверной турникет с электрогенератором Фото: Natuurcafe La Port

Пьезоэлемент — это когда при сжатии в кристаллах возникает электрический заряд.

Эффективность. С помощью пьезоэлементов извлекают электричество из тротуарных плит в центре Лондона. Изобретение протестировали в 2012 году во время Олимпиады. За две недели оно дало 20 млн джоулей энергии для освещения улиц.

Плюсы

Толпам зевак наконец-то нашлось применение

Минусы

Во время локдаунов не работает

Человек: ты ж моя батарейка!

Источник энергии. Тепло наших тел.

Условия работы. Нужно, чтоб мы были теплее окружающей среды.

Применение. Есть два типа технологий, собирающих тепло наших тел: гаджеты индивидуального пользования и устройства, аккумулирующие энергию групп людей.

Здесь работает термоэлектрический эффект: если один конец проводника (или соединения двух проводников из разных материалов) теплее другого, между этими концами возникает разность потенциалов.

Энн Макосински. Она создала фонарик без батарейки и аккумуляторов Фото: annmakosinski. com

Индивидуальные устройства появились совсем недавно. Например, в Южной Корее придумали генератор, который встраивается в гибкую стеклянную пластинку, дополняющую фитнес-браслет, и подзаряжается от тепла руки. А канадская изобретательница Энн Макосински создала фонарик без батарейки и аккумуляторов — он заряжается от разницы температур воздуха и человеческого тела.

Изобретение она сделала в 15 лет — и получила за это главный приз на международной научной ярмарке Google.

Устройства, аккумулирующие групповое тепло, используются в некоторых энергоэффективных домах. Люди и бытовые приборы выделяют тепло, которое расходуется на обогрев здания. Причём источником энергии не всегда являются обитатели этого дома — во Франции агентство социального жилья Paris Habitat придумало использовать для отопления 17 квартир тепло тел пассажиров метро, которые в большом количестве проходят под зданием. В Стокгольме на Центральном железнодорожном вокзале установили специальные устройства, которые преобразуют тепло человеческих душ в отопление соседнего 13-этажного дома. А доверчивые шведы и не подозревают об этом!

Эффективность. Человек — ходячая электростанция, которая работает на непрерывных химических реакциях. При спокойной ходьбе наше тело может питать лампочку мощностью в 60 ватт или подзаряжать телефон, а при занятиях спортом — развивать до 2000 ватт. К сожалению, всё это лишь в теории, а на практике цифры надо делить как минимум на десять, ведь современные термоэлектрические преобразователи имеют очень низкий КПД — менее 10%.

Плюсы

Тело всегда под рукой. А также — ногой, животом и прочими частями тела Низкий КПД.

Минусы

Вообще, главными препятствиями для развития всех этих источников энергии являются недостаток финансирования и медленная окупаемость

Электростанции, работающие на угле: плюсы и минусы

Уголь, газ и нефть являются ископаемыми видами топлива, на которые приходится большая часть мирового спроса на электроэнергию и энергию. Уголь, который легко доступен в большинстве развивающихся и развитых стран, использовался в качестве основного источника топлива даже в древних человеческих цивилизациях. Он также нашел свое применение в исторических паровых двигателях на заре промышленной революции.

Преимущества угля в качестве топлива для электростанций

Сегодня достижения в области технологий позволили углю улучшить условия жизни благодаря его нынешней роли в удовлетворении потребностей человека в топливе. Уголь широко используется в производстве электроэнергии, где используются более совершенные технологии для обеспечения баланса между экологией и экономикой при производстве устойчивой и доступной энергии. Но действительно ли уголь является ответом на вопрос 9?0007 доступных и устойчивой энергии ? Чтобы найти ответы на этот вопрос, лучше всего узнать о преимуществах и недостатках угольных электростанций. Некоторые из его преимуществ включают надежность, доступность, изобилие, известные технологии, безопасность и эффективность.

Надежность. Одним из главных преимуществ угольных электростанций является надежность. Способность угля поставлять электроэнергию во время пикового спроса на электроэнергию как в качестве базовой, так и во внепиковые периоды очень ценится как топливо для электростанций. Именно с учетом этого факта современные электростанции, работающие на пылеугольном топливе, предназначены для поддержки энергосистемы во избежание отключений электроэнергии.

Доступность. Энергия, произведенная на угольных электростанциях, дешевле и доступнее, чем другие источники энергии. Поскольку уголь в изобилии, производство энергии с использованием этого топлива определенно дешево. Кроме того, добывать и добывать уголь из угольных месторождений не дорого. Следовательно, его цена остается низкой по сравнению с другими источниками топлива и энергии.

Изобилие. Около 300 лет еще доступны залежи угля. Благодаря такому большому количеству угля, доступного для использования, электростанции, работающие на угле, могут непрерывно работать в течение многих лет.

Известные технологии. Производство и использование угля в качестве топлива хорошо изучены, и технология, необходимая для его производства, постоянно совершенствуется. Кроме того, методы добычи угля постоянно совершенствуются, чтобы обеспечить постоянную поставку угля для производства электроэнергии и энергии.

Безопасность. Как правило, угольные электростанции считаются более безопасными, чем атомные электростанции. Выход из строя угольной электростанции вряд ли приведет к таким катастрофическим событиям, как расплавление атомной станции. Кроме того, благосостояние и производительность труда работников угольной промышленности за последние годы значительно улучшились. Фактически, количество травм, потерянного времени и смертельных случаев за последние годы значительно сократилось.

Рис.1. 2009 г. Источник электроэнергии в США Генерация

Источник: https://en.wikipedia.org/wiki/Fossil_fuel_power_station

Недостатки угольных электростанций

С другой стороны, угольные электростанции также имеют некоторые существенные недостатки, включая теплицу Выбросы газа (ПГ), разрушение горных работ, образование миллионов тонн отходов, выбросы вредных веществ.

Выбросы парниковых газов. Нельзя отрицать, что уголь при сгорании оставляет вредные побочные продукты. Эти побочные продукты вызывают большое загрязнение и способствуют глобальному потеплению. Увеличение выбросов углерода, вызванное работающими на угле электростанциями, привело к дальнейшему глобальному потеплению, что приводит к изменению климата.

Разрушение горных работ. Добыча угля приводит не только к разрушению среды обитания и ландшафта, но и к перемещению людей. Во многих странах, где ведется активная добыча угля, многие люди в огромных количествах перемещены из-за изъятия земли, вызванного подземной добычей полезных ископаемых. Места вблизи угольных шахт небезопасны для проживания человека, так как земля может обрушиться в любой момент.

Образование миллионов тонн отходов. Миллионы тонн отходов, которые больше нельзя использовать повторно, образуются на угольных электростанциях. Помимо того, что эти отходы создают проблемы с утилизацией отходов, они также содержат вредные вещества.

Выброс вредных веществ. Тепловые установки, например, работающие на угле, выбрасывают в окружающую среду вредные вещества. К ним относятся ртуть, диоксид серы, окись углерода, ртуть, селен и мышьяк. Эти вредные вещества не только вызывают кислотные дожди, но и очень вредны для человека.

Рис. 2. Угольная электростанция

Источник: planetforward.ca

Вы можете узнать больше об угольных электростанциях на сайте Bright Hub. Если вам интересно, откуда берется уголь и как он образуется, см. раздел «Теории образования угля — на месте и в дрейфе». Вы также можете узнать о том, как управлять угольной электростанцией с максимальной эффективностью, или даже прочитать совет инженера о покупке бывшего в употреблении оборудования электростанции, включая всю бывшую в употреблении угольную электростанцию!

Ссылки:

https://www.power4georgians.com/coal.aspx

https://www.childrensuniversity.manchester.ac.uk/interactives/science/energy/discovermore/advantages. pdf

Плюсы и минусы Минусы угля – Зеленый одуванчик

Опубликовано 25 апреля 2012 г. 18 февраля 2014 г.

По мере того, как зеленое движение становилось сильнее, использование угольной энергии
в США и других регионах постоянно подвергалось критике. Но это уголь
действительно все плохо? И если да, то что именно в нем «плохого» и почему мы,
, так долго им пользуемся?

Угольная энергия в США существует с тех пор, как в 1880-х годах была построена первая угольная электростанция
, и с тех пор она постоянно используется. Основная причина, по которой уголь так долго остается таким популярным, довольно проста –
у нас его тонны! На самом деле было приблизительно установлено, что в США достаточно
запасов угля, чтобы поддерживать текущий уровень использования еще 250 лет.

Такое изобилие угля делает цену
относительно стабильной и недорогой, что делает его экономически более предпочтительным по сравнению со многими другими текущими
источниками энергии. Технология сжигания угля также довольно проста, и построить
угольную электростанцию ​​дешевле, чем станцию ​​практически на любых возобновляемых источниках энергии.

В то время как экономист мог бы дать угольной энергетике чистый счет за
здоровья, для защитника окружающей среды послужной список угля довольно грязный – в буквальном смысле. Одна из основных проблем, связанных с углем, заключается в том, что он является сильным загрязнителем, поскольку его
0079 сжигание вызывает выброс токсинов в окружающую среду, вызывая эрозию и
повреждение среды обитания. Он также выделяет диоксиды серы, углерода и азота (две трети,
, одну треть и одну четвертую от общего количества в атмосфере, соответственно)
, которые, как известно, вызывают рак и респираторные заболевания. Известно, что наряду с этими химическими веществами
смог, образующийся при сжигании угля, истощает леса
и является одним из крупнейших факторов глобального потепления.

Так что же делать экологически грамотному человеку? Ну, спасибо New York State Public
Service Commission (PSC), электроэнергетика теперь открыта для конкуренции,
, поэтому потребители имеют больше свободы в отношении того, откуда поступает их электроэнергия.