https://frosthead.com

Az energiahulladék átalakítása villamos energiává és hővé

A kapcsolt energiatermelés, amelyet néha kombinált hő- és villamosenergia-termelésnek (CHP) neveznek, a füstölőkből kiszabaduló intenzív hő begyűjtése és villamos energiává történő felhasználása, vagy más hasznos felhasználása, például házak fűtése. Az USA üvegházhatású gázkibocsátásának közel 70% -a villamos energia és hőtermelésből származik (további 20% -a személygépkocsikból származik), és a CHP potenciáljának becslése drámai. A hulladékfüst-energia elfogyasztása az Egyesült Államokban a fosszilis tüzelőanyagok égetésével járó energia közel 30 százalékát helyettesítheti, 20% -kal csökkentheti a széndioxid-kibocsátást, és évente 150 milliárd és 250 milliárd dollár megtakarítást eredményez, számos tanulmány szerint. Decemberben az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium becslése szerint ha a CHP 2030-ig generálja nemzetünk hatalmi kapacitásának 20% -át - Németország, Japán és Kína már elérte vagy meghaladta ezt a célt, és Dánia energiájának 50% -át a CHP generálja -, a technológia kiküszöböli 848 millió tonna széndioxid-kibocsátás. Ez olyan, mint 154 millió autó eltávolítása az útról. Az Oak Ridge-jelentés szerint az Egyesült Államokban a CHP e szintjének elérése 234 milliárd dollárt jelentene új beruházásokhoz, és millió új, magasan képzett, műszaki munkahelyet teremtene. A CHP most kisebb méretben is elérhető ház fűtésére, hűtésére és energiatermelésre; mikroCHP-nek hívják.

A Smithsonian Bruce Hathaway a közelmúltban beszélt Tom Casten CHP szakértőjével, egy újrahasznosított energia fejlesztési (RED) chicagói cég elnökével. Casten három évtizedet töltött az egyébként pazarolt ipari energia újrahasznosításával. A kongresszus előtt számos alkalommal tanúvallomást tett és a Kihúzza a hőt szerző szerzője: Miért kell az Amerikának megdupláznia az energiahatékonyságot a pénz megtakarítása és a globális felmelegedés csökkentése érdekében. Jövedelmező CHP-társaság működtetése fontos Casten számára, aki MBA-t szerzett Columbia-ból. Eagle cserkészként való háttere ugyancsak magyarázza a globális felmelegedés csökkentésének iránti szenvedélyét: betartja a szlogen: "Tisztább maradjon a táborhelyről, mint amit mi találtunk".

Azt írta, hogy egyes gyárak "ugyanolyan ördögi hőt kapnak, mint a dühöngő tábortűz", és hogy amikor látja, hogy a füstölőkből gőz jön ki és pazarol, az őrültséggé téved. Miért zavar téged ez a látvány?
1974-ben vagy 1975-ben meggyőződtem arról, hogy a szén-dioxid-kibocsátás által okozott globális felmelegedés lesz a legnagyobb probléma, amellyel valaha emberekkel szembesültünk, és kevesebb fosszilis üzemanyagot kell égetnünk, és meg kell tanulnunk a jövedelmező módon csökkenteni a C02-kibocsátást. A kérdés az, hogyan lehet egyeztetni a hatalmas energiaigényünket az egészséges bolygó és az egészséges gazdaság igényeivel. Pályafutásom nagy részét jövedelmezően töltöttem azzal az ipari energiával, amellyel elpazaroljuk.

A West Virginia Alloys kohók több szilíciumot termelnek, mint az Egyesült Államok bármelyik növénye. (© Laura Antrim Caskey, 2008) Tom Casten (jobbra) az elnök, fia Sean pedig az Újrahasznosított Energia Fejlesztés (RED) nevű vállalat elnöke és vezérigazgatója, amely hővisszanyerő rendszert telepít a West Virginia Alloys-ba. (© Laura Antrim Caskey, 2008) 3000 fokos Fahrenheit fokon az olvasztó kvarc kőzet megolvasztja a szilícium kinyerésére. Eddig a kemence kipufogógázát a légkörbe szellőzték. A RED rendszere ezt a hőt használja gőz előállításához, turbinák forgatásához és villamos energia előállításához. (© Laura Antrim Caskey, 2008) A 2010-ben teljes mértékben üzembe helyezendő hővisszanyerő rendszer évente közel 357 millió kilowattóra villamos energiát fog előállítani, ami elegendő 20 000 ház energiaellátásához. (© Laura Antrim Caskey, 2008) A berendezések beszerelése után a West Virginia Alloys-nak megtakarítania kell energiaszámláit és évente 290 000 tonnával csökkentenie szén-dioxid-kibocsátását. (© Laura Antrim Caskey, 2008)

Azt írta, hogy a CHP nem új, hogy Thomas Edison 1882-ben csinálta a világ első erőműjével. Manhattan belvárosában építette üzemét, és hőenergia-maradékot küldött az energiatermelésből a szomszédos épületek fűtésére. Miért nem használják széles körben a CHP a jelenlegi villamosenergia-termelő rendszerünkben?
Az első dolog, amit meg kell érteni, hogy energiarendszerünk rendkívül nem hatékony. A rendelkezésre álló technológiával nem a lehető legjobbat csináljuk. Miért? Nos, a kezdők számára az elektromos hálózatunkat főként védett monopóliumok üzemeltetik, és nem részesülnek jutalomban a hatékonyságért. A nem hatékony központi energiatermelést mesterséges akadályok gleccsere védi. Ez a szabályozó gleccser lassan olvad, de nem olyan gyorsan, mint a valódi gleccserek.

A ma átlagos erőmű csak 33 százalékkal hatékony, tehát alapvetően három egység energiát vesz igénybe, és egy egység villamos energiát vesz fel. És így történt, mióta Eisenhower volt az elnök. Az energia többi része többnyire a felesleges hő, és ezt csak eldobjuk. Egyszerűen nem tudjuk megfékezni a globális felmelegedést anélkül, hogy megkétszerezzük az energiatermelés hatékonyságát. Ez a hatékonyság az elefánt a szobában.

Hogyan veszi fel vállalata olyan hőt, amelyet általában az erőművek vesztenek el?
Helyszínen erőműveket építünk gyártók, egyetemek és minden olyan intézmény számára, amely sok energiát fogyaszt. Elektromos áramot termelünk, és ahelyett, hogy a melléktermék hőenergiáját elvezetnénk, azt akár közeli épületek fűtésére - fosszilis tüzelésű kazánok cseréjére), akár ipari folyamatokhoz vagy több villamos energia előállításához használjuk. Ezt a megközelítést kogenerációnak nevezik, mert így van: két munkát végez egy tűzzel. Az ilyen módon előállított energia megduplázza a hatékonyságot és felére csökken a C02-ot, összehasonlítva azzal, amit a közművek most csinálnak. A legkevésbé hatékony projekt, amelyet valaha is elvégeztünk, körülbelül 70 százalékkal hatékony, ami kétszerese az elektromos hálózat hatékonyságának. Legjobb projektünk meghaladja a 90 százalékos hatékonyságot. A projekteknek azonban helyi szintűnek kell lenniük a hulladék energia újrahasznosítása érdekében; a hő nem utazik nagyon jól.

Meg tudja magyarázni, hogy a CHP hogyan gyűjti és használja fel az ipari füstölők hőjét?
Hővisszanyerésnek nevezzük. Olyan forró kipufogógázt használunk, amelyet már a füstölőkbe is elszellőztettek volna. Ezt a hőt a víz forralásához és gőz előállításához használjuk, amely egy dinamót fordít elő villamosenergia előállításához. Az egyik hely, ahol az egyik korábbi vállalatom dolgozott, egy acélüzem a Michigan-tó partján. Elvittük a hulladék hőt és 220 megawatt teljes energiaszükségletűvé változtattuk. Ez óriási; ez a napenergia mennyisége, amelyet az egész világon elvezetnek az elektromos hálózatokba. Ez az acélüzem most körülbelül 100 millió dollárt takarít meg évente - ez nagy tényező a verseny fenntarthatóságában az acél világpiacán. Az EPA elismerte, hogy az üzem évente 1, 1 millió tonnával csökkenti üvegházhatású gázokat. Ez teszi a CHP-t olyan izgalmassá - ez mindenki számára hasznos lehetőség. Gazdaságos és környezetbarát, és a fejére fordítja a régi hamis dichotómiát az olcsó energia és a tiszta hatalom között.

Hogyan jutott el az energiatakarékossághoz?
Coloradoban nőttem fel egy nagyon természetorientált családban. Volt egy kis rutinunk, ahol átléptünk egy hídon horgászni, és három, négy mérföldnyire sétáltunk egy folyón. Apánk nem engedne, hogy jöjjönünk vissza, hacsak nem hordunk valami szemetet, amelyet valaki más hagyott el. Elmélkedett arról, hogy milyen idióták viszik oda pop-palackokat, és ilyen gyönyörű helyre hagyják őket. Anyám szintén hangsúlyozta a szolgálatot: kinek adnak sokot, soknak is szükség van. Mindkét szülő alapvető üzenete az volt, hogy tisztábbnak kell hagynunk a táborhelyet, mint amit találtunk. A zsugorodó világban táborhelyünk most a bolygó, és a globális felmelegedés fenyegeti azt.

Az energiahulladék átalakítása villamos energiává és hővé