Поворот в Энергетике: исследователи из США планируют создать аккумулятор, который будет защищать климат.

Wolfgang Kempkens

С помощью гениальной идеи американские ученые хотят решить мировую проблему углекислого газа, сделать работу электростанций на ископаемых источниках по возможности нейтральной по отношению к климату и одновременно сгладить пульсирующий характер производства электроэнергии с помощью ветроэнергетических установок и солнечных батарей.

Звучит слишком заманчиво, но так ли это на самом деле? Вот как это должно работать:

Углекислый газ на тепловой электростанции нужно выделить из дымовой трубы, как это делается при CCS-методе (Carbon Dioxide Capture and Storage), который состоит в том, чтобы извлеченный СО2 спрессовывать и хранить в горных структурах. Уже две угольные электростанции в Северной Америке применяют такую технику.

Жидкий СО2 в качестве аккумулятора энергии.

На следующем этапе американские исследователи хотят углекислый газ спрессовать под землей. Эта идея тоже не нова. Потсдамский центр исследования Земли (GeoForschungsZentrum Potsdam) уже проверил компрессорную технику в немецком городе Кетцин (Ketzin).  Конечно, CCS-технология сегодня экономически не эффективна, потому что она повышает себестоимость выработки электроэнергии на угольных электростанциях на 30-70 процентов.

   Но американцы предлагают для повышение эффективности метода нечто новое.Они хотят подогревать углекислый газ выше 30 градусов по Цельсию и при давлении в 75 атмосфер закачивать в подземные полости. При таких значениях температуры и давления СО2 находится с сверхкритическом состоянии. Сжиженный углекислый газ при таких условиях уже давно используются. Это идеальный растворитель для ароматизаторов и кофеина, потому что он не загрязняет столь ценное сырье, как это делают органические растворители.

Согласно планам команды Тома Бушека (Tom Buscheck) из известной Lawrence Livermore National Laboratory в Калифорнии, пишет международный научный журнал „New Scientist“, жидкая углекислота будет закачиваться в полости на глубину более 1000 метров.

Метод должен быть экономически эффективным.

Что касается паралелей с известным до этого ССS- метдом, то Бушек и его команда хотят использовать СО2 в качестве аккумулятора энергии.

Газ не должен оставаться все время под землей, а по мере необходимости использоваться для производства электроэнергии. Как и на пневмоаккумулирующей электростанции ПАЭС воздух, жидкий СО2 проходит через лопатки турбины, которая вращает электрогенератор, и подымается на поверхность. СО2 в таком состоянии является более эффективным чем воздух или даже пар. После того, как газ сделал свою работу он может быть снова закачан под землю используя избыточную энергию, вырабатываемую ветроэнергетическими установками и солнечными батареями. Получается такой вот аккумулятор.

К.П.Д. за 96 процентов.

«Единственный путь, чтобы решить проблему углекислого газа на электростанциях это применить метод, который будет экономически жизнеспособным», говорит Бушек. Его решение удовлетворяет этому требованию. Тем более у него на примете есть еще одна возможность для аккумулирования. СО2 в сверхкритическом состоянии должно закачиваться в полости, где находится соленая вода. Она будет вытесняться на поверхность, там собираться и подогреваться избыточной энергией. Это горячее озеро снова закачивается в глубокие скальные образования, которые сохраняют тепло. В тоже время вода сжимает жидкий СО2 и еще больше повышает его давление, что положительно влияет на производство электроэнергии турбогенератором.

Совместрая система может достичь КПД в 96 процентов, считает Бушек. Потери электроэнергии в данном процессе минимальны. Самые лучшие пневмоаккумулирующие электростанции не могут превысить КПД в 70%.

«Нет сомнений в том, что мы должны использовать этот вид гибридных технологий», сказал Peter из Мельбурнского университета, Австралия, журналу «New Scientist». Cook является большим авторитетом в области возобновляемых источников энергии. Он считает, что реализация метода его американских коллег возможна, потому, что все технические решения уже прошли проверку.