Skip to main content
European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS
CORDIS Web 30th anniversary CORDIS Web 30th anniversary

Materials Technologies for performance improvement of Cooling Systems in Power Plants

Article Category

Article available in the following languages:

Wytwarzanie energii elektrycznej bez uszczuplania europejskich zasobów wody

Innowacyjne technologie umożliwią europejskiemu sektorowi elektroenergetycznemu zaopatrywanie naszego kontynentu w energię elektryczną bez uszczuplania rezerw wody. Wiodącą rolę w tym zakresie odgrywa jeden z finansowanych ze środków UE projektów.

Woda jest dla ludzkości bezcennym zasobem, którego ochrona w miarę postępowania globalnych zmian klimatu będzie miała coraz większe znaczenie. Energetyka to jedna z najbardziej uzależnionych od wody gałęzi przemysłu, która do chłodzenia systemów wytwarzających energię elektryczną wymaga ogromnych jej ilości. Wytwarzanie energii elektrycznej pochłania w Europie 45 % całej wody pozyskiwanej z naturalnych źródeł. Nawet jeśli powraca ona do środowiska, nadal jest to tylko jedna piąta wykorzystanego surowca. Zmniejszenie wpływu tej branży na rezerwy wody jest zatem prostą i obiecującą drogą w kierunku zrównoważonej przyszłości. Finansowany w ramach programu Horyzont 2020 projekt MATChING, w którym bierze udział konsorcjum reprezentujące sześć krajów UE, stoi na czele europejskich starań na rzecz zmniejszenia zapotrzebowania na wodę na potrzeby chłodzenia poprzez zastosowanie najnowocześniejszych technologii w elektrowniach cieplnych i geotermalnych. „Projekt MATChING ma na celu zmniejszenie zapotrzebowania na wodę i poprawę efektywności energetycznej systemów chłodzenia w sektorze energetycznym poprzez zastosowanie zaawansowanych i opartych na nanotechnologii materiałów oraz innowacyjnych konfiguracji stosowanych zarówno w elektrowniach geotermalnych, jak i zasilanych paliwami kopalnymi” – komentuje Daniela Galla, koordynatorka programu MATChING w firmie Enel. Wyniki badań przeprowadzonych w wysokotemperaturowych źródłach geotermalnych wykazały średnie zmniejszenie ilości odparowanej wody podczas operacji hybrydowych o około 10 % względem tradycyjnych operacji mokrych, przy poniesieniu jedynie niewielkiego kosztu energetycznego. Galla twierdzi, że jest to „jeden z najlepszych wyników uzyskanych w ramach projektu”.

Przyszłość chłodzenia

W ramach projektu MATChING wypróbowano szereg rozwiązań technologicznych obejmujących wszystkie obszary systemów chłodzenia elektrowni, w tym chłodnie kominowe, obiegi wody chłodzącej, systemy uzdatniania wody, chłodzenia wodami gruntowymi i skraplacze pary wodnej. Testom poddano innowacyjne membrany – w tym rozwiązania oparte na nanotechnologii – oraz zaawansowane materiały w celu sprawdzenia, w jaki sposób mogą usprawnić proces uzdatniania i odzyskiwania wody. Pozwala to na zwiększenie zaopatrzenia w wodę poprzez wykorzystanie wody gorszej jakości – ścieków z elektrowni lub odsolin z chłodni kominowych. Wyniki sugerują, że w elektrowniach cieplnych z mokrym systemem chłodzenia pobór wody można zmniejszyć o ponad 30 %. „Wartości zmniejszenia poboru są konkretne dla danego obiektu, zależne od klimatu i jakości wody, a łączny wpływ na koszty chłodzenia różni się w zależności od użytej technologii” – mówi Galla. W celu przyspieszenia procesu skraplania na zewnątrz rurek skraplacza, co zwiększa efektywność chłodzenia, wykorzystano nowo opracowane techniki teksturowania laserowego i nanopowłoki. Podczas wytwarzania energii geotermalnej w ramach projektu w celu zwiększenia efektywności chłodzenia w źródłach wysokotemperaturowych wykorzystano hybrydowe systemy chłodzenia oparte na zaawansowanych wkładach, natomiast w źródłach niskotemperaturowych – zamknięty obieg wód gruntowych. W celu zapewnienia opłacalnych finansowo technik i zrównoważonej produkcji na lata opracowano nowe materiały antykorozyjne. „W wielu testach uzyskano zaskakujące wyniki”, podsumowuje Galla. „W innych przypadkach potencjalny roczny zysk w pewnych elektrowniach geotermalnych, które zamiast powietrza do chłodzenia wykorzystują wody gruntowe, wynosił od 4 % do 14 %. W tym przypadku wyższe zapotrzebowanie na ciepło skutkuje większymi względnymi przyrostami sprawności elektrowni”.

Włączanie rozwiązań

Opracowane technologie i techniki zostały przetestowane w sześciu obiektach badawczych na terenie całej UE – w Belgii, Francji, Włoszech i Hiszpanii. Zespół projektu MATChING analizuje teraz rezultaty przeprowadzonych prac, wykorzystując je do dalszego udoskonalania systemów. Niektóre z nich wcielane są do innych projektów badawczych lub propozycji dotyczących przyszłego rozwoju. „Opracowane w ramach projektu rozwiązania są obecnie w fazie eksploatacji, która obejmuje analizy wykonalności technicznej oraz kosztów i korzyści względem konkretnych zastosowań”, mówi Galla.

Słowa kluczowe

MATChING, chłodzenie, nanotechnologia, woda, termalna, elektrownia, sprawność

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania