Czystsza energia węglowa dzięki połączonym technologiom
W ramach finansowanego ze środków UE projektu ECO-SCRUB zbadano pod względem technicznym, czy metody doposażania istniejących elektrowni węglowych w instalacje wychwytywania dwutlenku węgla mogą przynieść korzyści środowiskowe i gospodarcze. Proces sekwestracji (wychwytywania i składowania) dwutlenku węgla (CCS) obejmuje wychwytywanie z elektrowni produktu ubocznego, jakim jest dwutlenek węgla (CO2), oraz jego transport do miejsca składowania, z którego nie przedostanie się do atmosfery. „Elektrownie opalane węglem mogą wykorzystywać w tym względzie dwie kluczowe metody: wzbogacanie tlenem oraz oczyszczanie po spaleniu z wykorzystaniem rozpuszczalnika” – wyjaśnia koordynator projektu ECO-SCRUB, Dorian Matts z brytyjskiej firmy RWE Npower. Przykładowo, dwutlenek węgla można usunąć z gazów spalinowych po spaleniu, wykorzystując w tym celu rozpuszczalniki zdolne do regeneracji, przy czym do wychwytywania CO2 najczęściej używa się rozpuszczalnika aminowego znanego pod nazwą monoetanoloaminy (MEA). Elektrownie mają również możliwość wdrażania nowych procedur, które pozwolą im zwiększyć wydajność. Jednak wymienione metody ograniczania emisji dwutlenku węgla z elektrowni węglowych stanowią duże wyzwanie zarówno pod względem finansowym, jak i technicznym. „Dostępne technologie znacznego ograniczania lub eliminowania dwutlenku węgla z gazów spalinowych są kosztowne, wymagają niemałej powierzchni i charakteryzują się znacznym zapotrzebowaniem na energię, co w dużej mierze wpływa na pozycję rynkową elektrowni węglowych” – tłumaczy Matts. Harmonijne rozwiązanie Aby zmierzyć się z tymi trudnościami, naukowcy uczestniczący w projekcie ECO-SCRUB postanowili ocenić, czy z technicznego punktu widzenia możliwe jest połączenie części składowych obu stosowanych metod w celu uzyskania bardziej wydajnego i zrównoważonego procesu. Zespół projektowy zaczął od oceny wpływu zwiększonej zawartości tlenu w systemie doprowadzania powietrza oraz zastosowania istniejących technologii oczyszczania i wychwytywania CO2 na proces spalania węgla. Oceniono również systemy recyrkulacji gazów spalinowych, które mogą pomóc ograniczyć zjawisko korozji i emisję dwutlenku siarki. „Udało się nam wykazać skuteczność takiego rozwiązania oraz jego korzystny wpływ na działalność elektrowni opalanych węglem po doposażeniu niezbędnych instalacji – twierdzi Matts. „Określiliśmy prawdopodobne warunki projektowe – ilość oraz punkt wtrysku tlenu, wybrany roztwór aminy i parametry systemu recyrkulacji gazów spalinowych – aby uniknąć zwiększenia poziomu emisji tlenków azotu i przyspieszenia procesu korozji w elektrowni”. Osiągnięcia projektu ECO-SCRUB stawiły również czoła wyzwaniom standardowego procesu wychwytywania i mogą znaleźć szersze zastosowanie w nowo budowanych elektrowniach i bieżących badaniach nad wychwytywaniem dwutlenku węgla. „Jeśli istniejące elektrownie węglowe mają szansę utrzymać się na rynku do czasu wdrożenia pozostałej infrastruktury służącej do sekwestracji dwutlenku węgla, doposażenie wspomnianej technologii jawi się jako interesujące i realne rozwiązanie” – kontynuuje Matts. „Na przykład, europejscy producenci mogą rozwijać tę technologię w celu montażu w nowszych elektrowniach opalanych węglem na całym świecie. To z kolei pozwoliłoby wesprzeć inne kraje, takie jak Indie czy Chiny, w realizacji celów wyznaczonych w porozumieniu paryskim”. Droga ku przyszłości Opracowana technologia może okazać się deską ratunku dla elektrowni zasilanych paliwami kopalnymi, których przyszłość wydaje się coraz bardziej niepewna. Unijny system handlu uprawnieniami do emisji (EU ETS) oraz inne systemy sprzedaży tego rodzaju uprawnień w dużym stopniu wpłynęły na względną konkurencyjność energii węglowej. „Wymóg ograniczenia emisji zanieczyszczeń powodujących kwaśne deszcze (tlenków azotu i siarki) również przyczynił się do zwiększenia wydatków na technologie oczyszczania gazów spalinowych w elektrowniach węglowych” – dodaje Matts. Wdrażanie przyszłościowych rozwiązań, które zwiększą efektywność ekonomiczną sektora, jest w tym względzie kluczem do sukcesu, podobnie jak wsparcie ze strony prawodawstwa. „Aby umożliwić inwestycje w technologie wychwytywania dwutlenku węgla, konieczne jest wprowadzenie przejrzystych i stabilnych polityk w zakresie ochrony środowiska, jak również rozwój i wdrażanie technologii transportu i składowania w ramach CCS” – twierdzi Matts.
Słowa kluczowe
ECO-SCRUB, wychwytywanie dwutlenku węgla, węgiel, elektrownie, emisje, ETS, CCS
