В поисках энергии: Ресурсные войны, новые технологии и будущее энергетики

Сегодня 40% электроэнергии в мире производится с использованием угля. Запасы угля в мире велики. США обладают 28% разведанных мировых запасов угля и занимают такую же позицию по запасам угля, как и Саудовская Аравия по запасам нефти. На втором месте стоит Россия с ее 18% запасов угля. В эксплуатацию сегодня вводятся новейшие ультрасверхкритические электростанции, работающие при более высокой температуре и давлении. Они гораздо менее опасны для окружающей среды, чем электростанции, построенные несколько десятилетий назад: благодаря более высокой эффективности они выбрасывают в атмосферу на 40% меньше углекислого газа на единицу произведенной электроэнергии. Сегодня большинство сценариев предполагают увеличение использования угля в глобальных масштабах.

И это соответствует действительности. После 2000 г., хотя данный факт не очень широко известен, наибольший прирост глобального производства электроэнергии приходится на уголь — в два раза больше нефти, в три раза больше газа и в 10 раз больше возобновляемых источников. Самый большой вклад в увеличение использования угля дает рост потребления электроэнергии в развивающихся странах.

Аналогичная картина наблюдалась и в США, но ситуация изменилась.

С 1975 по 1990 г. выработка электроэнергии на угольных электростанциях в США практически удвоилась. Уголь стал основным топливом для производства электроэнергии. Также уголь считался надежным и не подверженным политическим неурядицам энергоресурсом. Во многих странах уголь по-прежнему является основным топливом для выработки электроэнергии. Но в их число уже не входят США и страны Европы, где сегодня большое внимание уделяется проблеме выбросов углекислого газа. Из-за различий химического состава угля и природного газа, а также более высокой эффективности газовых турбин с комбинированным циклом уголь дает в два с лишним раза больше углекислого газа на единицу произведенной электроэнергии, чем природный газ.

Однако противодействие использованию угля со стороны политиков, регулирующих органов и защитников окружающей среды в связи с глобальным потеплением выросло до такого уровня, что начать сооружение новой традиционной угольной электростанции в США теперь очень непросто4.

Одновременно беспокойство относительно негативного влияния выбросов на здоровье людей и относительно потребления воды приводит к ужесточению регулирования. Новые правила требуют установить на действующих угольных электростанциях оборудование контроля выбросов, что приведет к увеличению как капитальных, так и эксплуатационных затрат. Это, по-видимому, ускорит выведение их из эксплуатации в США5.

Что же можно сделать для минимизации выбросов углекислого газа при сжигании угля? Этот вопрос занимает умы многих представителей электроэнергетической индустрии. За последние 20 лет электроэнергетическая индустрия и обслуживающие ее производители оборудования сделали очень многое для минимизации загрязнения окружающей среды. Новые угольные электростанции выбрасывают в атмосферу на 99,9% меньше твердых частиц, на 99% меньше диоксида серы (SO2) и на 95% меньше оксидов азота (NOx). Но углерод, содержащийся в углекислом газе, который выделяется при сгорании угля, — это совершенно иная и гораздо более сложная проблема6.

Самым известным ее решением сегодня является улавливание и изоляция (или захоронение) углекислого газа (CCS). Идея в том, чтобы не выбрасывать углекислый газ в атмосферу, а улавливать его и закачивать под землю. «CCS — это технология, которая позволяет снизить выбросы углекислого газа и при этом повысить объемы использования угля», — говорится в исследовании «Будущее угля» Массачусетского технологического института.

Улавливать углекислый газ можно несколькими способами. Един­ствен­ный способ, который можно внедрить на существующих угольных электростанциях, — это улавливание углекислого газа после сжигания угля. Другие способы настолько дороги и сложны, что проще закрыть электростанцию и построить новую.

Отделенный углекислый газ сжимают до «сверхкритического состояния», в котором он ведет себя как жидкость, и подают по трубопроводу туда, где его можно безопасно захоронить в подземном геологическом образовании. Короче говоря, углекислый газ улавливают и затем хранят, в течение неограниченного времени. Эта технология в принципе реализуема. В конце концов, улавливание газов уже осуществляют на разных технологических установках. Углекислый газ уже подают по трубопроводам и закачивают в скважины на старых нефтяных и газовых месторождениях в целях увеличения добычи. Но на этом аналогии заканчиваются — другая цель, другие геологические условия, отсутствие необходимой системы контроля и гораздо меньшие масштабы.

Предлагаемая система CCS дорога и сложна как с технологической, так и с политической точки зрения, а также в контексте регуляторного лабиринта на федеральном уровне и уровне штата. «БОЛЬШАЯ УГЛЕКИСЛАЯ»