Cara membangun ekonomi hijau karena iklim Rusia
Kebutuhan untuk mengurangi emisi CO2 global dan sifat termal sektor energi Rusia dapat secara signifikan meningkatkan profitabilitas ekonomi kita. Fisikawan terkenal Valentin Danilov berbicara tentang bagaimana mengubah iklim dingin menjadi keuntungan.
Dari tim Tion:“Valentin Vladimirovich adalah orang yang sangat cerdas, informatif dan berskala besar. Idenya bersifat global, untuk seseorang bahkan terlalu banyak. Ada pendapat bahwa waktu ide besar dan orang besar telah berlalu. Namun, kami akan selalu percaya bahwa akal sehat pasti akan "tumbuh" seperti rumput melalui aspal. Seperti yang dikatakan Lev Landau, Anda perlu bekerja, dan di sana, Anda melihat, dan waktu akan berubah. Dan kami dengan senang hati bekerja dalam tim yang sama dengan orang-orang seperti Valentin Danilov. "
Ada masalah pemanasan global. Negara-negara Protokol Kyoto menciptakan "proyek implementasi bersama" dan mencoba untuk meningkatkan efisiensi energi (mengurangi konsumsi bahan bakar) dan, akibatnya, emisi gas rumah kaca. Seberapa efisien sistem kuota bekerja ditunjukkan oleh fakta bahwa Jepang, bukannya mengurangi emisi, telah meningkat.Selama setengah abad terakhir, konsentrasi CO2 di atmosfer Bumi telah tumbuh lebih dari 30%:
Visualisasi tingkat emisi CO2 dari pembakaran bahan bakar:
Sektor energi menyumbang antara 50 dan 70% dari semua emisi CO2 industri. Fakta ini menentukan bahwa dalam perjuangan untuk mengurangi CO2, penekanan diberikan pada sumber-sumber terbarukan. Tetapi masalah dengan sumber-sumber ini adalah bahwa mereka tidak stabil. Dalam cuaca yang tenang dan berawan, pembangkit listrik tenaga angin dan matahari tidak menghasilkan energi seefisien mungkin. Ini adalah sumber aksi berkala. Karena itu, perlu menggunakan baterai, sumber dayanya sangat terbatas. Mereka hanya menahan sejumlah siklus pengisian / pengosongan tertentu. Jika kita menghitung kenaikan harga listrik setelah transisi dari pembangkit boiler berbahan bakar batu bara dan pembangkit listrik termal ke panel surya, kita mendapatkan angka yang mengesankan. Hanya di Sahara Afrika ada prospek energi matahari.Tampaknya sumber energi bebas karbon bersih adalah pembangkit listrik tenaga air (HPS). Tapi seberapa jauh pembangkit listrik tenaga air di Rusia? Selama konstruksi mereka, sebagian besar hutan dan vegetasi dibanjiri. Vegetasi akibat fotosintesis adalah "wastafel" CO2, dan karenanya pembangkit listrik tenaga air juga berkontribusi terhadap peningkatan konsentrasi gas ini di atmosfer. "Kegelapan" dari pembangkit listrik tenaga air tergantung pada seberapa banyak biomassa dikeluarkan dari sirkulasi setelah pembangunannya. Sebagai contoh, wilayah Laut Krasnoyarsk dan reservoir dari Pembangkit Listrik Tenaga Air Boguchanskaya yang baru diperkirakan mencapai ratusan kilometer persegi. Ahli biologi dapat memberi tahu Anda berapa banyak CO2 yang tidak dibuang oleh vegetasi setiap tahun di atmosfer. Saya tidak berbicara tentang Volga, tempat riam waduk besar ini dibuat.Cara memanaskannya di era energi hijau
Di Amerika Serikat, listrik dihasilkan rata-rata 10 kW per orang, dan kami memiliki level 1-2 kW. Untuk Rusia, penting untuk menghasilkan bukan energi listrik, tetapi energi panas, yang setiap tahunnya menghasilkan sekitar dua miliar gigacalories (Gcal). Volume ini melebihi konsumsi panas di AS lebih dari 10 kali lipat! Produksi setiap Gcal dengan membakar bahan bakar fosil disertai dengan emisi rata-rata setengah ton CO2. Secara teoritis, jika kita berhenti membakar bahan bakar untuk mendapatkan panas, dan kita mendapatkannya dengan cara lain, maka kita akan mengurangi emisi CO2 hingga satu miliar ton. Untuk memperjelas apa skala ini: semua komitmen Jepang untuk mengurangi emisi CO2 adalah 250 juta ton per tahun.Teknologi pasokan panas hijau adalah pemanfaatan panas limbah dari produksi ke dalam sistem pemanas distrik, yang mengurangi emisi CO2 karena perpindahan pembakaran batu bara di rumah boiler.Anda perlu berbicara tentang batubara secara terpisah. Sekarang dalam sistem tenaga Rusia, ada kecenderungan untuk mengganti pembangkit boiler berbahan bakar batubara dengan pembangkit berbahan bakar gas, yang ditentukan oleh keramahan lingkungan yang lebih besar dari yang terakhir. Keramahtamahan lingkungan di sini agak lokal, karena turun ke sejumlah kecil abu dan limbah terak, yang masih begitu banyak dari pembakaran batubara. Hal ini menyebabkan fakta bahwa Rusia memiliki pangsa penggunaan batubara yang relatif rendah di sektor energi.
Dan ini terlepas dari kenyataan bahwa batubara, karena harganya yang murah, adalah bahan bakar yang lebih cocok untuk energi. Apalagi dengan konsumsi panas seperti di Rusia. Dan hidrokarbon adalah bahan bakar pergerakan.Jadi, salah satu ide utama adalah untuk menggabungkan generasi panas dan produksi produk yang diminati di pasar.Contohnya adalah teknologi Thermocox®. Hal ini didasarkan pada penggunaan gasifikasi batubara non-stasioner menggunakan ledakan udara balik.
Dalam skema ini, dua produk diperoleh dari batubara menggunakan reaksi autotermal dalam gasifier: thermocoke (batubara sorben) yang digunakan dalam metalurgi, dan gas yang mudah terbakar. Pembakaran batu bara diatur sedemikian rupa sehingga pembakaran depan dari bagian atas gasifier setelah pengapian bergerak menuju aliran udara ke bagian bawah gasifier. Dengan demikian, reaksi termokimia berlangsung sebelum bagian depan pembakaran, dan produk-produknya (karbon hitam, fenol dan racun lainnya) terurai dalam lapisan panas dan tidak mencemari gas yang dihasilkan. Gas ini dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk boiler air panas dan untuk menggerakkan mesin piston gas yang menghasilkan listrik. Di belakang depan pembakaran, kokas suhu sedang (sorben batubara) tetap ada. Dalam kondisi tertentu, sorben karbon dengan permukaan yang dikembangkan hingga 500 m 2 / g diperoleh .
Diagram ini dengan jelas menunjukkan bagaimana gasifier menghasilkan dua produk pembakaran (padat dan gas), masing-masing siap digunakan lebih lanjut.Bagaimana cara mengaturnya sekarang?Thermocoke diproduksi secara terpisah: dengan emisi CO2 dan panas ke atmosfer (yang dalam hal ini adalah produk sampingan). Kamar boiler beroperasi secara terpisah - dan juga dengan emisi CO2. Apa hasilnya, bahkan ketika panas dihasilkan oleh pembakaran gas?Ketika menghasilkan energi termal melalui penggunaan campuran propana-butana dengan kandungan kalorinya (10 Mcal / kg) dan harga (27 ribu rubel / t), harga biayanya 2.500 rubel / Gcal. Itu sama dengan memanaskan rumah dengan uang kertas, jika Anda mengucapkan kata-kata Dmitry Mendeleev. Omong-omong, Novosibirsk Academgorodok dipanaskan dengan cara yang tidak efisien dan mahal dari rumah-rumah bahan bakar minyak dan gas boiler. Sebagai perbandingan: ketika menggunakan batubara coklat sulfur rendah dari cekungan batubara Kansk-Achinsky, biaya panas akan menjadi 790 rubel / Gcal. Jika biaya batubara yang digunakan ditransfer ke sorben yang dihasilkan menggunakan teknologi Thermocox®, maka panasnya, secara kasar, menjadi gratis.Produksi dan penggunaan sorben batubara untuk keperluan lingkungan
Selain termocoke yang digunakan dalam metalurgi, sorben batubara dapat digunakan dalam gasifiers untuk digunakan untuk pengolahan air dalam sistem daur ulang air perusahaan dan di pabrik pengolahan air.Untuk sesaat: membalikkan pasokan air adalah ketika perusahaan tidak membuang limbah cairnya ke sungai dan kolam, tetapi memurnikan air dan menggunakannya kembali dalam siklus produksi. Jika di Eropa konsumsi sorben batubara untuk keperluan ini mencapai satu juta ton per tahun, maka perusahaan Rusia paling sering menggunakan pasokan air terbuka. Kami umumnya hidup jelek. Kami hanya mengontrol konsentrasi maksimum limbah cair (MPC) yang diizinkan. Tumbuhan kami menggunakan aturan "semakin banyak air, semakin sedikit konsentrasi", yaitu, encerkan kotoran ini ke konsentrasi yang diinginkan dan tuangkan ke sungai. Sebagai referensi, di Krasnoyarsk, lebih dari 300.000 m 3 limbah yang tidak diolah dibuang ke Sungai Yenisei sepanjang tahun, tetapi dengan debit tahunan Yenisei 100 miliar m 3 semuanya terdilusi.Sementara itu, dengan bantuan sorben batubara di Jerman, Rhine dibersihkan. 30 tahun yang lalu itu sangat kotor sehingga lelucon itu populer: agar filmnya muncul, taruh saja di air Rhine. Dan tahun lalu, salmon ditangkap di sungai ini. Sekarang Rhine adalah salah satu sungai terbersih di Eropa.Sejak 2000, sebuah pabrik penyerap batubara telah beroperasi di Krasnoyarsk. Ini menghasilkan 1.000 ton sorben per tahun dan memberikan 10.000 Gcal panas ke sistem pemanas. Operasi pabrik ini mengarah pada pengurangan emisi CO2 5.000 ton per tahun. Jika perusahaan kami meningkatkan konsumsi sorben karena pengenalan pasokan air daur ulang, maka setelah permintaan ini, pabrik boiler berbahan bakar batubara dapat digantikan oleh pabrik produksi sorben. Bagaimanapun, ada pasar internasional yang besar untuk konsumsi sorben batubara, dan transisi semacam itu akan bermanfaat baik secara komersial maupun dalam hal mengurangi emisi CO2.Penggantian rumah boiler dengan unit teknologi energi
Karena cara yang paling efisien untuk menghasilkan energi adalah melalui kogenerasi, gas yang mudah terbakar dari pirolisis batubara dalam gasifiers harus digunakan dalam mesin resipasi gas yang menghasilkan listrik dan panas. Atas dasar ini, perlu untuk membuat blok teknologi energi (ETB).Skema klaster produksi berdasarkan gasifikasi batubara:
Dalam kelompok seperti itu, jumlah produk tidak hanya terbatas pada listrik dan panas. Gas yang mudah terbakar dapat digunakan untuk menggerakkan mesin penyerapan lithium bromide yang menghasilkan dingin untuk sistem pendingin udara industri. Selain itu, unit distilasi modular dengan konsumsi uap spesifik 0,066-0,68 Gcal / t distilat diproduksi di Yekaterinburg. Jika kita memasukkan kulkas dan pabrik desalinasi dalam skema ETB, kluster berubah menjadi sistem pendukung kehidupan yang otonom, yang pada saat yang sama menghasilkan produk yang diminati di pasar dunia (kokas atau karbon aktif).Kekuatan satu blok energi mencapai 10 MW dan mampu memanaskan, memasok listrik, air dingin dan panas untuk 5-6 ribu orang:
Anda perlu menggunakan setiap kesempatan untuk memanfaatkan panas.
Misalnya, dalam pabrik semen batubara dengan nilai kalor tinggi digunakan. Tetapi dimungkinkan untuk mendapatkan residu karbon dari batubara coklat, yang dapat digunakan dalam produksi semen daripada batubara seperti itu, dan gas dari pirolisis harus dikirim untuk menghasilkan panas alih-alih membakar batubara di rumah boiler. Ekologi pabrik semen akan meningkat, dan emisi berbahaya dari boiler berbahan bakar batubara akan berkurang.Panas, seperti limbah produksi, diperoleh dengan elektrolisis aluminium. Kurang dari setengah energi listrik langsung menuju elektrolisis, dan 60% dalam bentuk panas dilepaskan ke lingkungan. Jika semua aluminium di dunia diproduksi di Rusia dan membuang panas yang dihasilkan dari ini, maka emisi CO2 akan berkurang, karena batubara tidak akan dibakar di rumah boiler.Musim gugur ini, saya berada di Kongres Aluminium Internasional di Krasnoyarsk, di mana Direktur Jenderal RUSAL Soloviev mengakui bahwa "tanpa menyelesaikan masalah pengurangan emisi CO2 RUSAL, RUSAL tidak dapat bersaing di pasar aluminium global." Dari mimbar besar, diumumkan bahwa bagi mereka ini adalah prioritas. Kata-kata itu diucapkan. Tetap bagi yang kecil - untuk menemani ini dengan perbuatan.Cara termudah untuk membuat aluminium "hijau" adalah dengan memanfaatkan panas dari bak elektrolisis dan memasoknya ke sistem pemanas kota. Di Krasnoyarsk, ini lebih mudah dilakukan daripada di tempat lain, karena peleburan aluminium terletak di batas kota satu juta kota yang kuat. Jika Anda mengumpulkan panas dari KrAZ, Anda dapat menyediakan seluruh kota dengan air panas dan tidak membakar batubara sama sekali.Masa depan Rusia adalah milik energi panas hijau dan ekonomi hijau
Sekarang tugas utama adalah untuk menarik perhatian para ahli ke opsi ini memerangi pemanasan global. Kita harus menyampaikan kepada masyarakat dunia pentingnya mempertimbangkan faktor lingkungan dan iklim dalam pembagian kerja internasional. Jika, misalnya, di Jerman atau Jepang, produksi suatu produk disertai dengan pelepasan panas yang dapat dibuang, maka transfer produksi ini ke Rusia akan mengurangi emisi CO2 global karena pengabaian rumah boiler.Di negara-negara dengan iklim hangat tidak ada tempat untuk menaruh begitu banyak energi panas, dan kami sudah memiliki jaringan pemanas siap pakai yang dapat dihubungkan dengan pabrik ini. Dari sudut pandang pemanasan global, lebih menguntungkan untuk mentransfer sejumlah industri ke Rusia. Tidak masalah di mana Anda mengurangi emisi CO2, karena karbon dioksida menyebar ke seluruh atmosfer. Hujan abu dan asam dari rumah boiler tidak mengganggu siapa pun di dunia, ini adalah masalah kita. Tetapi volume emisi CO2 di Rusia menggairahkan seluruh umat manusia.Apakah ekonomi dunia membutuhkan volume seperti kokas termal, aluminium, dan produk lain yang memungkinkan kita memanfaatkan cukup panas untuk memanaskan Rusia? Dari 3 ton batubara coklat, 1 ton kokas termal dan 5 Gcal panas diperoleh, yang berarti bahwa untuk mendapatkan 2 miliar Gcal, 400 juta ton kokas termal harus diproduksi. Konsumsi kokas metalurgi di dunia pada 2012 berjumlah hampir 500 juta ton. Urutan besarnya dekat.Tentu saja, dalam 1-2 tahun ini tidak dapat dicapai. Akan lebih baik pada tahun 2030. Tapi sekarang, rumah boiler bahan bakar minyak, batu bara dan gas, yang banyak di seluruh negeri, dapat digantikan oleh cluster seperti dengan gasifiers dan ETB. Itu harus menjadi arah pengembangan ekonomi kita ke arah "hijau", pertama-tama, karena energi batubara "hijau".
Source: https://habr.com/ru/post/id385779/
All Articles