Одной из новостей, замелькавших в последние дни в лентах, стало сообщение о создании российскими учёными Объединенного института высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) ТЭЦ нового поколения: с нулевыми выбросами углекислого газа. Упоминание же углекислого газа ныне действует на читающую публику, как звонок на собаку Павлова, – начинает выделяться слюна. В форме плевков в фотографию Греты Тунберг, если иметь в виду публику отечественную.
Но этот физиологический порыв стоит попытаться сдержать.
...Следовательно о ТЭЦ, а точнее, о технологии, которая пока существует в виде расчётов и научных работ и предполагает сжигание природного газа с использованием чистого кислорода. Углекислый газ при этом, разумеется, образуется всё равно, – против химии не попрёшь. Окисляются как водород, так и углерод из состава газа. Таким образом, «безуглеродность» процесса ограничивается тем, что продукты горения разделяются, охлаждаются и сжижаются.
Зачем использовать чистый кислород? Это хороший, правильный вопрос. Использование чистого кислорода позволяет снизить расход топлива на киловатт электроэнергии на 30%, так как отсутствие в камере сгорания азота предотвращает образование его оксидов.
Второй правильный вопрос, зачем нужно собирать углекислый газ? Газ пойдёт на продажу. Он востребован в химической промышленности для синтеза соединений и производства пластмасс, используется при сварке, в металлургии и широко в пищевой промышленности: при консервации, пивоварении, виноделии, газировании напитков, экстракции кофе, выпечке и для заморозки, – как сухой лёд. Через некоторое время почти весь углерод, кроме осевшего в пластиках, всё равно займёт своё место в атмосфере, – так что люди, считающие «глобальное потепление» вымыслом, могут не беспокоиться. В этой области всё пойдёт своим чередом.
Такая же участь ожидает и азот, – при извлечении кислорода из воздуха остаётся много азота. Но этот газ тоже востребован в металлургии и в химии при производстве удобрений, аммиака, красителей. Всего одна станция мощностью 300 МВт в год сможет дать 200 тысяч тонн углекислоты, 5 миллионов тонн азота и 1 миллион тонн дистиллированной воды на бонус, – на неё тоже найдутся покупатели.
И третий правильный вопрос, какой во всём этом может быть смысл, раз уж к экологии затея отношения не имеет. Экономия 30% топлива это, конечно, хорошо, – стоимость производства энергии снижается чувствительно. Но ведь и производство кислорода из воздуха криогенным методом, – удовольствие не дешёвое. Плюс, в стоимость киловатт-часа войдут и затраты на сжижение углекислоты. Если бы добыча углекислого газа прямо из труб тепловых станций, – где его действительно много, – окупалась, кто-то бы этим уже занимался.
...Смысл затеи в объединении связанных производств для повышения рентабельности. И начать распутывать этот клубок стоит с криогенного оборудования. Азот же нужен промышленности? Значит, он где-то должен производиться. При извлечении же азота, получен будет и кислород. Всё это связано с затратами энергии, но их можно снизить, максимально приблизив электростанцию к производству. Вот, кстати, и кислороду находится применение, – он всё равно уже есть. И далеко возить его не надо. Как и хранить.
То же касается и углекислоты. Оборудование для разделения углекислого газа и пара по признаку точки замерзания, – всё равно есть. Нет проблемы что-то там выморозить с таким морем уже жидкого азота.
Что же касается электроэнергии, то она просто остаётся лишней. Вроде дистиллированной воды в этом уравнении, в любом случае получаемой, как отход. При использовании количества кислорода, остающегося после добычи миллиона тонн азота, вырабатывается в несколько раз больше энергии, чем требуется для разделения воздуха криогенным методом.