俄罗斯的气候如何建立绿色经济

减少全球二氧化碳排放量的需求以及俄罗斯能源部门的热力性质可以大大提高我们经济的盈利能力。著名的物理学家瓦伦丁·达尼洛夫(Valentin Danilov)谈到了如何将寒冷的气候转化为优势。



来自Tion团队:
“ Valentin Vladimirovich是一个非常聪明,信息丰富且规模宏大的人。他的想法是全球性的,甚至对于某人来说也是如此。有观点认为,大创意和大人物的时代已经过去了。但是,我们始终相信,常识肯定会像草一样穿过沥青而“发芽”。正如列夫·兰道(Lev Landau)所说,您需要工作,在那里,您可以期待,时代将会改变。我们非常高兴能与Valentin Danilov这样的团队一起工作。”




存在全球变暖的问题。 《京都议定书》的国家创建了“联合实施项目”,并试图提高能源效率(降低燃料消耗),从而提高温室气体排放量。日本不但没有减少排放,反而增加了排放量,这证明了配额制度的运作效率。

在过去的半个世纪中,地球大气中的CO2浓度增长了30%以上:



燃料燃烧产生的CO2排放水平的可视化:



能源部门占所有工业二氧化碳排放量的50%至70%。这一事实决定了在减少二氧化碳排放量的努力中,重点放在了可再生能源上。但是这些来源的问题在于它们不稳定。在平静和多云的天气中,风力和太阳能发电厂的发电效率不高。这些是定期行动的来源。因此,必须使用其资源非常有限的电池。它们仅承受一定数量的充电/放电循环。如果我们计算一下从燃煤锅炉和热电厂过渡到太阳能电池板后的电价涨幅,我们将得到一个令人印象深刻的数字。只有在非洲撒哈拉沙漠中才有太阳能的前景。

似乎清洁的无碳能源是水力发电厂(HPS)。但是俄罗斯的水力发电厂有多远?在其建造过程中,大面积的森林和植被被洪水淹没。由于光合作用而产生的植被是二氧化碳的“汇”,因此水力发电厂也有助于增加这种气体在大气中的浓度。水力发电厂的“黑度”取决于建造后从循环中取出多少生物质。例如,克拉斯诺亚尔斯克海和新的Boguchanskaya水电站的水库面积估计为数百平方公里。生物学家可以准确地告诉您,每年大气中还残留有多少未被植被清除的二氧化碳。我不是在谈论伏尔加河,在那里造就了一系列巨大的水库。

在绿色能源时代如何升温


在美国,平均每人发电10千瓦,而我们的水平为1-2千瓦。对于俄罗斯而言,重要的不是产生电能,而是产生热能,每年产生约20亿千兆卡(Gcal)。这个数量比美国的热量消耗高出十倍以上!通过燃烧化石燃料来生产每千卡的平均排放量为半吨二氧化碳。从理论上讲,如果我们停止燃烧燃料获取热量,而以另一种方式获取热量,那么我们将减少10亿吨的二氧化碳排放量。为了弄清楚这个规模是什么:日本减少二氧化碳排放的所有承诺均为每年2.5亿吨。

绿色供热技术是将生产过程中产生的废热利用到区域供热系统中,由于锅炉房中燃煤的置换,减少了CO2排放。

您需要单独谈论煤炭。现在,在俄罗斯的电力系统中,有一种趋势是将燃气锅炉替换为燃气锅炉,这是因为后者的环境友好性更高。这里的环境友好性是本地化的,因为它归结为少量的灰烬和炉渣废物,这些残渣仍然来自燃烧煤炭。这导致了一个事实,俄罗斯在能源领域的煤炭使用比例相对较低。



尽管煤炭价格便宜,但更适合作为能源燃料。特别是像俄罗斯这样的热量消耗。碳氢化合物是运动的燃料。

因此,主要思想之一是将热量的产生与市场上需求产品的生产结合起来。

一个示例是Thermocox®技术。它基于使用反向鼓风的非平稳层煤气化技术。



在该方案中,使用气化炉中的自热反应从煤中获得了两种产品:冶金中使用的热焦炭(煤吸附剂)和可燃气体。煤炭燃烧的组织方式是,点火后从气化炉上部的燃烧前沿向着进入气化炉下部的气流移动。因此,热化学反应在燃烧前沿之前进行,其产物(炭黑,酚和其他毒素)在热层中分解,不会污染所产生的气体。该气体可用作热水锅炉的燃料,并用于驱动发电的气体活塞机。在燃烧前沿的后面,残留有中等温度的焦炭(煤吸附剂)。在某些条件下,可获得表面展开量高达500 m 2 / g 的碳吸附剂



该图清楚地显示了气化炉如何产生两种燃烧产物(固体和气态),每种燃烧产物都可以进一步使用。

现在如何组织?

焦炭是分开生产的:向大气中排放二氧化碳和热量(在这种情况下是副产品)。锅炉房是分开运行的,并且还会排放二氧化碳。即使燃烧气体产生热量,结果如何?

当通过使用具有热量含量(10麦卡尔/千克)和价格(2.7万卢布/吨)的丙烷-丁烷混合物产生热能时,成本价为2500卢布/ Gcal。如果您说出德米特里·门捷列夫(Dmitry Mendeleev)的话,那就像是加热带有钞票的房屋一样。顺便说一下,新西伯利亚Academgorodok是从燃油和天然气锅炉房中以这种低效且昂贵的方式加热的。进行比较:使用Kansk-Achinsky煤盆地的低硫褐煤时,加热成本为790卢布/ Gcal。如果使用Thermocox®技术将废煤的成本转移到所得的吸附剂上,那么大致来说,热量就变得没有了。

环保用煤吸附剂的生产和使用


除用于冶金的热焦炭外,煤吸附剂还可用于气化炉中,以用于企业的水循环系统和水处理厂中的水净化。

一分钟:反向供水是指企业不将其液体废物排放到河流和池塘中,而是将水净化并在生产周期中再利用。如果在欧洲,每年用于这些目的的煤吸附剂的消费量达到一百万吨,那么俄罗斯企业最经常使用开放式供水。我们通常生活丑陋。我们仅控制液体废物(MPC)的最大允许浓度。我们的工厂使用“水越多,浓度越低”的规则,即将这些污垢稀释至所需浓度并将其倒入河中。作为参考,在克拉斯诺亚尔斯克,年内有超过300,000 m 3的未经处理的污水排入叶尼塞河,但以叶尼塞河每年的借方1,000亿m 3,一切都被稀释了。

同时,借助德国的一种煤吸附剂,莱茵河得以清理。 30年前,它太脏了,以至于开了个玩笑:要放映这部电影,就把它放到莱茵河里。去年,鲑鱼被捕获在这条河中。现在,莱茵河已成为欧洲最干净的河流之一。

自2000年以来,克拉斯诺亚尔斯克已有一家煤吸附剂工厂投入运营。它每年生产1000吨吸附剂,并向加热系统输送10,000 Gcal的热量。该工厂的运营每年可减少二氧化碳排放5,000吨。如果我们的企业由于引入了循环水而增加了吸附剂的消耗量,那么在这种需求之后,燃煤锅炉厂可以被吸附剂生产厂所取代。在任何情况下,煤炭吸附剂的消费都有很大的国际市场,这种转变将在商业上和减少二氧化碳排放方面都是有益的。

用能源技术单元代替锅炉房


由于产生能量的最有效方法是通过热电联产,因此气化炉中煤热解产生的可燃气体必须用于产生电能和热量的气体往复式机器中。在此基础上,有必要创建能源技术模块(ETB)。

基于煤气化的生产集群方案:



在这样的集群中,产品的数量不仅限于电和热。可燃气体可用于驱动吸收溴化锂的机器,这些机器会为工业空调系统产生冷量。此外,叶卡捷琳堡还生产了具有0.066-0.68 Gcal / t馏出物蒸汽比消耗的模块化蒸馏装置。如果我们在ETB方案中包括冰箱和海水淡化厂,则该集群将变成一个完整的自主生命支持系统,同时生产出世界市场上需求的产品(焦炭或活性炭)。

一个能量块的功率达到10兆瓦,能够为5至6千人加热,供应电力,冷水和热水:



您需要利用一切机会利用热量。


例如,在水泥厂中,使用具有高热值的煤。但是有可能从褐煤中获得碳残留物,该碳残留物可用于生产水泥而不是此类煤,并且应将热解产生的气体输送到锅炉中而不是燃烧煤来产生热量。水泥厂的生态将得到改善,燃煤锅炉的有害排放物将减少。

像生产废料一样,热量是通过电解铝获得的。不到一半的电能直接用于电解,并且60%的热量以热量的形式释放到环境中。如果世界上所有的铝都在俄罗斯生产并散发由此产生的热量,那么二氧化碳将减少,因为煤不会在锅炉房中燃烧。

今年秋天,我参加了在克拉斯诺亚尔斯克举行的国际铝业大会,俄铝总干事索洛维耶夫在会上承认:“俄铝不能解决减少俄铝二氧化碳排放量的问题,就无法在全球铝市场上竞争。” 在一个大的讲台上,宣布对他们来说这是一个优先事项。话说出来。它仍然留给小人们-伴随着行动。

使铝“绿色”的最简单方法是利用电解槽产生的热量,并将其提供给城市供热系统。在克拉斯诺亚尔斯克,这比其他任何地方都容易做,因为铝冶炼厂位于百万人口城市的市区。如果您从KrAZ收集热量,则可以为整个城市提供热水,而根本不用燃烧煤炭。

俄罗斯的未来属于绿色热能和绿色经济


现在的主要任务是吸引专家的注意力,以应对这种全球变暖的选择。我们必须向国际社会传达在国际劳动分工中考虑环境和气候因素的重要性。例如,如果在德国或日本,产品的生产伴随着可以释放的热量的释放,那么由于放弃了锅炉房,将产品转移到俄罗斯将减少全球的二氧化碳排放量。

在气候温暖的国家,没有地方可以放这么多的热能,而且我们已经有现成的供暖网络可以连接这些设备。从全球变暖的角度来看,将许多行业转移到俄罗斯更有利可图。减少二氧化碳排放量无关紧要,因为二氧化碳会扩散到整个大气中。锅炉房产生的灰烬和酸雨不会困扰世界上任何人,这是我们的问题。但是俄罗斯的二氧化碳排放量令人兴奋。

世界经济是否需要如此大量的热焦炭,铝和其他产品,以使我们能够利用足够的热量来加热俄罗斯?从3吨褐煤中,获得1吨热焦炭和5 Gcal热量,这意味着要获得20亿Gcal,必须生产4亿吨热焦炭。2012年世界冶金焦消费量近5亿吨。数量级接近。

当然,这在1-2年内无法实现。到2030年会很好。但是现在,全国各地很多的燃油,煤炭和天然气锅炉房都可以被带有气化炉和ETB的此类集群所取代。首先,由于“绿色”煤炭能源,那应该是我们经济向“绿色”方向发展的方向。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN385779/


All Articles