RIATOMSK.RU
+20°C
12 июня 2021  |  
20:43
  |  
+20°C
8:40  25 мая 2021 г.

"Томы крузы" науки: как в ТПУ кардинально снижают выбросы угольных ТЭС

Тайлашева Елена Владимировна
© предоставила пресс-служба Томского политехаТомы крузы науки: как в ТПУ кардинально снижают выбросы угольных ТЭС

ТОМСК, 25 мая – РИА Томск, Елена Тайлашева. Доступная и безопасная энергия – это и мечта, и вызов для человечества. Объективно альтернативная энергетика не скоро займет этот "пьедестал": главным топливом остается уголь, поэтому мир внимательно следит за работой ученых, ищущих способы снизить антропогенные выбросы угольных ТЭС. Например – за теплоэнергетиками Томского политеха (ТПУ). Подробнее – в материале РИА Томск.

Тайна пропавшего угля

У каждой европейской страны есть график полного отказа от генерации угля: Франция планирует остановить ее к 2023 году, Испания – ближе к 2030-2040-м, Германия поставила крайний срок 2038 год. Но процесс дается тяжело, особенно двум главным "угольным державам" Европы – Германии и Польше, которые ответственны за 54% европейских "угольных" выбросов.

"В 2014 году были опубликованы данные, что министерство экологии Германии обнаружило увеличение выбросов оксидов серы и азота в атмосферу на 1,8%. Для них это катастрофа. В то же время предприятия металлургической и химической промышленности, работающие на территории Германии, показали снижение выбросов этих оксидов на 4-5%", – рассказывает профессор НОЦ имени И. Н. Бутакова ТПУ, доктор физико-математических наук Гений Кузнецов.  

Начали разбираться и выяснили: на территории страны есть мусоросжигающие заводы, вырабатывающие электроэнергию, которая засчитывается как "зеленая" (вырабатывается возобновляемыми источниками энергии). "Но мусор – это очень низкокалорийное топливо, поэтому параллельно с одной линией для сжигания мусора на таких заводах работают одна-две линии с углем. По сути это были подпольные угольные ТЭС", – говорит ученый.

Азиатские страны развивают угольную энергетику открыто, например, Китай чуть ли не каждую неделю запускает строительство новой угольной электростанции. Почти 600 угольных электростанций находятся на стадии проектирования и строительства в Азии и Африке. То есть, если быть честным, от этого вида топлива – дешевого и легкодоступного, да к тому же имеющегося с большим запасом – мир не уйдет еще долго. Большинство прогнозов отводят мировой угольной генерации больше 20% к 2040 году. Но никак не ноль…

© Администрация Кемеровской области
По данным General Electric, стоимость выработки 1 кВт ч на угле – 3-9 центов, газ обходится в 2-12 ¢, атом – 4-11¢, биомасса – 13-19¢, солнце – 14-26¢. Но уголь и самый "черный" для экологии, фильтрация выбросов помогает мало.

"Остается одно – неким образом изменить саму технологию сжигания угля, которая бы существенно – в 2-2,5 раза – снизила выброс антропогенных газов и летучей золы", – поясняет Кузнецов.

Разобрали на цитаты

Гений Кузнецов и его ученик профессор Павел Стрижак в 2020 году стали самыми публикуемыми учеными ТПУ (у первого 42 публикации и индекс Хирша 36, у второго – 32 статьи, индекс Хирша 34). Они же среди лидеров по количеству публикаций в высокорейтинговых журналах, а также по цитируемости.

"В нашем научном коллективе около 20 человек, причем я один старше 36 лет – у нас более 90% молодежи. К кандидатской каждый имеет по 5-6 статей в ведущих научных журналах: нас очень хорошо публикуют, и вхождение Томского политеха в топ-100 Шанхайского рейтинга по направлению Mechanical Engineering – в основном заслуга теплоэнергетиков, поскольку в этом рейтинге оценивается в первую очередь уровень публикаций", – отмечает Кузнецов.

© РИА Томск. Елена Тайлашева
"За исследованиями, которые затрагивают вопрос снижения "углеродного следа" угольной энергетики, очень внимательно следит весь мир", – говорит Гений Кузнецов.
"Мы, в частности, исследуем технологии модернизации сжигания угля, чтобы сделать процесс более безопасным для экологии. Чем Том Круз в фильмах занимается? Мир спасает. Вот и мы пытаемся спасти мир при помощи науки", – улыбается ученый.

По его словам, многими исследователями, не только томскими, установлен факт: если в уголь при сжигании добавлять хотя бы 10% биомассы (древесных опилок, соломы, ореховой скорлупы, косточек, мандариновой цедры и другого), то выброс оксидов азота и серы снижается на 10-15-20%. С 2017 года работает пара десятков электрических станций в Германии, Швеции, Финляндии, в топках паровых котлов которых сжигается уголь с добавками биомассы.

Также хорошо показали себя водоугольные технологии, когда сжигается не уголь, а смесь угля и воды примерно 50/50. Если при сжигании 1 килограмма угля образуется 10 грамм оксидов серы, то с водоугольным топливом (ВУТ) этот показатель падает до 2,5 грамма – в четыре раза!

Эти технологии пытались реализовать еще в Советском Союзе, например, в Новосибирске 40 лет назад была крупная ТЭС, работающая на водоугольной суспензии. Ее гнали из Кузбасса по 250-километровому трубопроводу. Впрочем, после перестройки его разобрали на металл… Сейчас к ВУТ большой интерес в Китае, где две трети электроэнергии генерируется угольными ТЭС.

"Но для того чтобы альтернативные способы сжигания угля – с биомассой, водой и так далее – развивались, нужно обосновать физику и химию комплекса происходящих процессов. Именно этим и занимается наш коллектив. Много лет назад я стал свидетелем, как директору одной из ТЭЦ некие люди презентовали порошок, который увеличивает выход пара в два раза при кипении воды в экономайзерах и пароперегревателях.

Директор спросил: "А за счет чего это происходит?" – "Не знаем, просто получается и все" – "Тогда до свидания". Наука должна четко объяснить, за счет чего достигается нужный эффект. Когда эксплуатирующие организации поймут плюсы новых технологий, у этих технологий будет больше шансов превратиться из продукта научных исследований в продукт опытно-конструкторских работ.

Ведь стоимость опытно-конструкторских работ в 7-8 раз больше, чем научно-исследовательских", – подчеркивает Кузнецов.

© предоставлено пресс-службой ТПУ
Также политехники интенсивно изучают возможность использования отходов угледобычи, в частности фильтр-кека в составе композитного топлива. В одном только Кузбассе это позволит освободить многие тысячи квадратных метров территорий, заваленных отходами углеобогащения.

Мощь консорциума

По водоугольным технологиям у России вообще есть шансы стать лидером в мире – с точки зрения науки как минимум. В прошлом году приказом Минобрнауки в России был создан 41 консорциум РАН, в каждый вошли от 5 до 10 академических институтов и университетов, работающих в приоритетных для страны научных направлениях. Из Томска единственное попадание в такой консорциум – коллектив теплоэнергетиков Томского политехнического университета.

"Консорциум, в который мы вошли, возглавляет Институт теплофизики СО РАН. Он ориентирован на фундаментальные решения задач горения, детонации, взрыва. Томский политех в этом проекте будет работать в области исследования органоводоугольных топливных композиций, создавать базу данных по свойствам и характеристикам новых перспективных композиционных топлив. Перспективных именно с точки зрения экологии", – говорит специалист.

На 10 исполнителей консорциума начиная с осени 2020 года до конца 2022 года выделяется по 100 миллионов в год, из них 10 миллионов – теплоэнергетикам ТПУ. "Из этих денег мы не только повысили себе зарплаты, а вложили их значительную часть в оборудование, комплектующие, командировки, издание монографий. Чтобы быть еще эффективнее в своих научных исследованиях", – говорит Кузнецов.

15:03
12 июня 2021 г.
Врачи диагностировали COVID-19 еще у 37 томичей
13:09
12 июня 2021 г.
Освящение восстановленного костела прошло в томском Белостоке
11:49
12 июня 2021 г.
Кто здесь главный экспонат: фотоэкскурсия по хранилищу "научки" ТГУ
11:17
12 июня 2021 г.
Автор дорисует граффити на здании в Томске, несмотря на запрет властей
9:22
12 июня 2021 г.
Что за праздник 12 июня 2021? История Дня России
7:15
12 июня 2021 г.
Потепление до плюс 21 градуса ожидается в субботу в Томске
22:21
11 июня 2021 г.
Томская полиция ищет родителей маленькой девочки
Наверх
Сайт РИА Томск /riatomsk.ru/ содержит информацию, подготовленную Региональным информационным агентством "Томск" (РИА Томск) с территорией распространения – Российская Федерация, зарубежные страны.
РИА Томск зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 06 ноября 2019 г. Свидетельство о регистрации ИА № ФС 77-77122.
Настоящий ресурс может содержать материалы 18+. Материалы, размещенные на правах рекламы, выходят под знаком "#" и/или "реклама". РИА Томск не несет ответственности за партнерские материалы.
Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика
ЧИТАЙТЕ
РИА в VK
Главные новости дня в нашей рассылке