Cómo construir una economía verde debido al clima de Rusia
La necesidad de reducir las emisiones globales de CO2 y la naturaleza térmica del sector energético de Rusia pueden aumentar significativamente la rentabilidad de nuestra economía. El famoso físico Valentin Danilov habló sobre cómo convertir un clima frío en una ventaja.
Del equipo de Tion:“Valentin Vladimirovich es una persona muy brillante, informativa y a gran escala. Sus ideas son globales, incluso para alguien demasiado. Existe la opinión de que el tiempo de las grandes ideas y las grandes personas ha pasado. Sin embargo, siempre creeremos que el sentido común ciertamente "brotará" como hierba a través del asfalto. Como dijo Lev Landau, debes trabajar, y allí, miras y los tiempos cambiarán. Y estamos sinceramente contentos de trabajar en el mismo equipo con personas como Valentin Danilov ".
Hay un problema de calentamiento global. Los países del Protocolo de Kyoto crean "proyectos de implementación conjunta" e intentan aumentar la eficiencia energética (reducir el consumo de combustible) y, en consecuencia, las emisiones de gases de efecto invernadero. La eficacia del sistema de cuotas se demuestra por el hecho de que Japón, en lugar de reducir las emisiones, ha aumentado.Durante el último medio siglo, la concentración de CO2 en la atmósfera de la Tierra ha crecido en más del 30%:
Visualización del nivel de emisiones de CO2 de la combustión de combustible:
El sector energético representa entre el 50 y el 70% de todas las emisiones industriales de CO2. Este hecho determina que en la lucha por reducir el CO2, se pone énfasis en las fuentes renovables. Pero el problema con estas fuentes es que no son estables. En clima tranquilo y nublado, las plantas de energía eólica y solar no generan energía de manera tan eficiente. Estas son fuentes de acción periódica. Por lo tanto, es necesario usar baterías, cuyo recurso es muy limitado. Soportan solo un cierto número de ciclos de carga / descarga. Si calculamos el aumento en el precio de la electricidad después de la transición de las plantas de calderas de carbón y las plantas de energía térmica a los paneles solares, obtenemos una cifra impresionante. Solo en el Sahara africano hay perspectivas de energía solar.Parece que una fuente de energía limpia libre de carbono son las centrales hidroeléctricas (HPS). Pero, ¿a qué distancia están las centrales hidroeléctricas en Rusia? Durante su construcción, una gran área de bosques y vegetación se inunda. La vegetación debida a la fotosíntesis es un "sumidero" de CO2 y, por lo tanto, las centrales hidroeléctricas también contribuyen a aumentar la concentración de este gas en la atmósfera. La "negrura" de una central hidroeléctrica depende de la cantidad de biomasa que se retiró de la circulación después de su construcción. Por ejemplo, las áreas del mar de Krasnoyarsk y el embalse de la nueva central hidroeléctrica de Boguchanskaya se estiman en cientos de kilómetros cuadrados. Los biólogos pueden decirle exactamente cuánto CO2 que la vegetación no elimina anualmente permanece en la atmósfera. No estoy hablando del Volga, donde se creó una cascada de estos vastos embalses.Cómo calentarse en la era de la energía verde
En los Estados Unidos, la electricidad se genera en promedio 10 kW por persona, y tenemos un nivel de 1-2 kW. Para Rusia, es importante producir no energía eléctrica, sino energía térmica, que anualmente produce alrededor de dos mil millones de gigacalorías (Gcal). ¡Este volumen supera el consumo de calor en los EE. UU. En más de 10 veces! La producción de cada Gcal al quemar combustibles fósiles se acompaña de una emisión promedio de media tonelada de CO2. Teóricamente, si dejamos de quemar combustible para calentar y lo obtenemos de otra manera, reduciremos las emisiones de CO2 en mil millones de toneladas. Para dejar en claro cuál es esta escala: todos los compromisos de Japón para reducir las emisiones de CO2 son de 250 millones de toneladas por año.Las tecnologías ecológicas de suministro de calor son la utilización del calor residual de la producción en el sistema de calefacción urbana, lo que reduce las emisiones de CO2 debido al desplazamiento de la quema de carbón en las salas de calderas.Necesitas hablar sobre el carbón por separado. Ahora en el sistema de energía ruso, existe una tendencia a reemplazar las plantas de calderas de carbón por las de gas, lo que está dictado por la mayor amigabilidad ambiental de estas últimas. El respeto al medio ambiente aquí es bastante local, ya que se reduce a una menor cantidad de residuos de cenizas y escorias, que quedan tanto por la quema de carbón. Esto llevó al hecho de que Rusia tiene una participación relativamente baja en el uso del carbón en el sector energético.
Y esto a pesar del hecho de que el carbón, debido a su bajo costo, es un combustible más adecuado para la energía. Especialmente con el consumo de calor como en Rusia. Y los hidrocarburos son el combustible del movimiento.Entonces, una de las ideas principales es combinar la generación de calor y la producción de productos que están en demanda en el mercado.Un ejemplo es la tecnología Thermocox®. Se basa en el uso de gasificación de carbón de capa no estacionaria utilizando chorro de aire inverso.
En este esquema, se obtienen dos productos del carbón mediante una reacción autotérmica en un gasificador: termocoque (sorbente de carbón) utilizado en metalurgia y gas combustible. La combustión del carbón está organizada de tal manera que el frente de combustión desde la parte superior del gasificador después del encendido se mueve hacia el flujo de aire hacia la parte inferior del gasificador. Por lo tanto, las reacciones termoquímicas proceden frente al frente de combustión, y sus productos (negro de carbón, fenoles y otras toxinas) se descomponen en la capa caliente y no contaminan el gas resultante. Este gas puede usarse como combustible para calderas de agua caliente y para accionar máquinas de pistón de gas que generan electricidad. Detrás del frente de combustión, queda coque de temperatura media (sorbente de carbón). Bajo ciertas condiciones, se obtiene un sorbente de carbono con una superficie desarrollada de hasta 500 m 2 / g.
Este diagrama muestra claramente cómo el gasificador produce dos productos de combustión (sólido y gaseoso), cada uno de los cuales está listo para su uso posterior.¿Cómo está organizado ahora?Thermocoke se produce por separado: con la emisión de CO2 y calor a la atmósfera (que en este caso es un subproducto). Las salas de calderas funcionan por separado, y también con emisiones de CO2. ¿Cuál es el resultado, incluso cuando se genera calor al quemar gas?Cuando se genera energía térmica mediante el uso de una mezcla de propano-butano con su contenido calórico (10 Mcal / kg) y su precio (27 mil rublos / t), el precio de costo es de 2500 rublos / Gcal. Es lo mismo que calentar casas con billetes, si dices las palabras de Dmitry Mendeleev. Por cierto, el Novosibirsk Academgorodok se calienta de una manera tan ineficiente y costosa desde las calderas de combustible y gas. A modo de comparación: cuando se usa carbón marrón bajo en azufre de la cuenca de carbón Kansk-Achinsky, el costo del calor será de 790 rublos / Gcal. Si el costo del carbón usado se transfiere al sorbente resultante utilizando la tecnología Thermocox®, entonces el calor se vuelve, en términos generales, libre.Producción y uso de sorbente de carbón con fines medioambientales.
Además del termocoque utilizado en la metalurgia, el sorbente de carbón se puede usar en gasificadores para el tratamiento del agua en sistemas de reciclaje de agua de empresas y en plantas de tratamiento de agua.Por un minuto: el suministro inverso de agua es cuando una empresa no descarga sus desechos líquidos en ríos y estanques, sino que purifica el agua y la reutiliza en el ciclo de producción. Si en Europa el consumo de sorbente de carbón para estos fines alcanza el millón de toneladas por año, entonces las empresas rusas suelen utilizar un suministro de agua abierto. Generalmente vivimos feos. Controlamos solo la concentración máxima permitida de residuos líquidos (MPC). Nuestras plantas usan la regla "cuanto más agua, menos concentración", es decir, diluir esta suciedad a la concentración deseada y verterla en el río. Como referencia, en Krasnoyarsk, más de 300,000 m 3 de aguas residuales no tratadas se descargan en el río Yenisei durante el año, pero con el débito anual de Yenisei 100 mil millones de m 3 todo se diluye.Mientras tanto, con la ayuda de un sorbente de carbón en Alemania, el Rin fue despejado. Hace 30 años estaba tan sucio que era popular una broma: para que aparezca la película, simplemente déjala caer en el agua del Rin. Y el año pasado, el salmón fue atrapado en este río. Ahora el Rin es uno de los ríos más limpios de Europa.Desde 2000, una planta de sorbentes de carbón ha estado operando en Krasnoyarsk. Produce 1,000 toneladas de sorbente por año y entrega 10,000 Gcal de calor al sistema de calefacción. La operación de esta planta conduce a una reducción en las emisiones de CO2 de 5,000 toneladas por año. Si nuestras empresas aumentaron el consumo de sorbente debido a la introducción del suministro de agua reciclada, a raíz de esta demanda, las plantas de calderas de carbón pueden ser reemplazadas por plantas de producción de sorbentes. En cualquier caso, existe un gran mercado internacional para el consumo de sorbente de carbón, y dicha transición será beneficiosa tanto comercialmente como en términos de reducción de las emisiones de CO2.Sustitución de las salas de calderas por unidades de tecnología energética.
Dado que la forma más eficiente de generar energía es a través de la cogeneración, el gas combustible de la pirólisis del carbón en los gasificadores debe usarse en máquinas recíprocas de gas que producen electricidad y calor. Sobre esta base, es necesario crear bloques de tecnología energética (ETB).Esquema de un cluster de producción basado en la gasificación del carbón:
En dicho grupo, la cantidad de productos no se limita solo a la electricidad y el calor. El gas combustible se puede utilizar para impulsar máquinas de absorción de bromuro de litio que producen frío para sistemas de aire acondicionado industriales. Además, en Yekaterinburg se producen unidades de destilación modulares con un consumo de vapor específico de 0.066-0.68 Gcal / t de destilado. Si incluimos enfriadores y plantas de desalinización en el esquema ETB, el clúster se convierte en un sistema de soporte vital completamente autónomo, que al mismo tiempo produce un producto que está en demanda en el mercado mundial (coque o carbón activado).La potencia de un bloque de energía alcanza los 10 MW y puede calentar, suministrar electricidad, agua fría y caliente a 5-6 mil personas:
Debe aprovechar todas las oportunidades para utilizar el calor.
Por ejemplo, en las plantas de cemento se usa carbón con un alto poder calorífico. Pero es posible obtener un residuo de carbono del carbón marrón, que se puede usar en la producción de cemento en lugar de tales carbones, y se debe enviar gas de la pirólisis para generar calor en lugar de quemar carbón en las salas de calderas. Mejorará la ecología de las plantas de cemento y disminuirán las emisiones nocivas de las calderas de carbón.El calor, como los desechos de producción, se obtiene por electrólisis de aluminio. Menos de la mitad de la energía eléctrica va directamente a la electrólisis, y el 60% en forma de calor se libera al medio ambiente. Si todo el aluminio del mundo se produce en Rusia y se elimina el calor resultante de esto, la emisión de CO2 se reducirá, ya que el carbón no se quemará en las salas de calderas.Este otoño, asistí a un congreso internacional de aluminio en Krasnoyarsk, en el cual el Director General de RUSAL, Soloviev, admitió que "sin resolver el problema de reducir las emisiones de CO2 de RUSAL, RUSAL no puede competir en el mercado global de aluminio". Desde una tribuna grande, se anunció que para ellos esto es una prioridad. Las palabras son habladas. Queda para los pequeños, acompañar esto con hechos.La forma más fácil de hacer que el aluminio sea "verde" es utilizar el calor de los baños de electrólisis y suministrarlo al sistema de calefacción de la ciudad. En Krasnoyarsk, esto es más fácil de hacer que en cualquier otro lugar, ya que la fundición de aluminio se encuentra en los límites de una ciudad de un millón de habitantes. Si acumula calor de KrAZ, puede proporcionar agua caliente a toda la ciudad y no quemar carbón para esto.El futuro de Rusia pertenece a la energía térmica verde y a una economía verde.
Ahora la tarea principal es atraer la atención de los expertos a esta opción de combatir el calentamiento global. Debemos transmitir a la comunidad mundial la importancia de considerar los factores ambientales y climáticos en la división internacional del trabajo. Si, por ejemplo, en Alemania o Japón, la producción de un producto va acompañada de la liberación de calor que puede eliminarse, la transferencia de esta producción a Rusia reducirá las emisiones globales de CO2 debido al abandono de las salas de calderas.En países con un clima cálido, no hay dónde colocar tanta energía térmica, y ya tenemos redes de calefacción preparadas a las que se pueden conectar estas plantas. Desde el punto de vista del calentamiento global, es más rentable transferir una serie de industrias a Rusia. No importa dónde reduzca las emisiones de CO2, ya que el dióxido de carbono se propaga por la atmósfera. Las cenizas y las lluvias ácidas de las calderas no molestan a nadie en el mundo, estos son nuestros problemas. Pero el volumen de emisiones de CO2 en Rusia excita a toda la humanidad.¿Necesita la economía mundial tales volúmenes de coque térmico, aluminio y otros productos que nos permitan utilizar suficiente calor para calentar a Rusia? De 3 toneladas de lignito, se obtienen 1 tonelada de coque térmico y 5 Gcal de calor, lo que significa que para obtener 2 mil millones de Gcal, se deben producir 400 millones de toneladas de coque térmico. El consumo de coque metalúrgico en el mundo en 2012 ascendió a casi 500 millones de toneladas. El orden de magnitud está cerca.Por supuesto, en 1-2 años esto no se puede lograr. Sería bueno para 2030. Pero ahora, las salas de calderas de combustible, carbón y gas, que son numerosas en todo el país, pueden ser reemplazadas por tales grupos con gasificadores y ETB. Esa debería ser la dirección del desarrollo de nuestra economía en la dirección de su "verde", en primer lugar, debido a la energía del carbón "verde".
Source: https://habr.com/ru/post/es385779/
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