Знаете, мужики, приехал я на днях на газовую заправку. Бросил в багажник свой старый добрый 50-литровый красный баллон — нужно было пушку в гараже запитать. Подходит заправщик, я ему по-хозяйски говорю: «Лей до полного, под завязку, чтоб надолго хватило!». А он на меня посмотрел как на умалишенного и отвечает: «Больше 40 литров не налью. Жить, говорит, еще хочу».
Я сначала возмутился — объем же полста литров, я за них заплатил! Но когда мужик объяснил мне физику теплового расширения жидкого газа (которому нужна обязательная пустотная подушка в 20%, чтобы баллон не разорвало в теплом помещении), я резко передумал спорить. Честно скажу, в тот момент я понял: мы в быту используем газ максимально примитивно, даже не задумываясь о том, насколько неэффективно мы его сжигаем и как сильно при этом греем обычный воздух.
Как мы топим улицу за свои деньги
Раньше я и не задумывался, но что происходит в наших котлах или газовых пушках? Мы сжигаем драгоценное топливо в смеси с обычным атмосферным воздухом. А воздух, на минуточку, состоит на 78% из абсолютно бесполезного для горения азота! Мы тратим гигантское количество энергии просто на то, чтобы раскалить этот азот, а потом с чистой совестью выкидываем его через дымовую трубу на улицу. Это всё равно что топить печь купюрами.
Но, оказывается, не только меня волнует эта вселенская несправедливость. Наши ученые из Объединенного института высоких температур РАН (ОИВТ РАН) посмотрели на этот процесс и решили сломать систему. Они придумали принципиально новую технологию для теплоэлектростанций, у которых вообще не будет дымовых труб.
Сжигаем газ по-новому: без труб и выхлопа
Идея наших инженеров гениальна и проста, как всё великое. Главное отличие их новой ТЭЦ от классических котельных — это полный отказ от атмосферного воздуха в производственном цикле.
Кто-то скажет: «А как газ будет гореть без воздуха?». А вот тут и кроется подвох. Ученые предложили сжигать природный газ не в воздушной смеси, а в чистом кислороде! Для этого кислород предварительно выделяют из воздуха на специальных установках, а затем вместе с топливом подают прямо в камеру сгорания.
Что мы получаем на выходе? Вместо ядовитого дыма, копоти и оксидов азота в камере образуется только кристально чистая смесь из углекислого газа (СО₂) и обычного водяного пара.
И вот тут начинается магия. Эту смесь не нужно выбрасывать в небо через 100-метровые железобетонные трубы! Ее компоненты просто отделяют друг от друга, конденсируют и спокойно выводят в жидком виде. Никаких выбросов в атмосферу, экология на уровне фантастики.
Экономия 30% и перспективы
Вот, казалось бы, теория, а разница в цифрах огромная. Благодаря отказу от нагрева «лишнего» азота КПД такой станции взлетает до небес. По расчетам ученых, новая технология позволит ежегодно экономить до 30% топлива. Плюс ко всему, станция получается очень маневренной: операторы смогут легко менять соотношение выработки тепла и электроэнергии в зависимости от потребностей города.
Сейчас эта уникальная технология (у которой, кстати, нет аналогов в мире) существует в виде точных расчетов и научных работ. Но процесс уже пошел: следующим шагом станет создание реального испытательного полигона. Инженеры предлагают построить опытную станцию мощностью 60 МВт, чтобы обкатать все свои решения в боевых условиях. А когда схема докажет свою железобетонную надежность, ее начнут масштабировать до гигантских ТЭЦ мощностью 100–600 МВт.
После таких новостей я стал смотреть на свой красный баллон с уважением и легкой грустью. Большая наука уже шагнула в будущее без дымоходов, экономя 30% ресурсов, а нам с вами пока остается быть прагматиками: следить за литражом на заправках и не просить налить «под завязку».
Если было полезно — поддержите лайком, подпишитесь на канал «Мастер Сергеич»! Верите, что скоро мы избавимся от дымящих труб в городах, или пока доверяете только классическим схемам? Пишите в комментариях, обсудим!