Вугільна електростанція

енергетична

Вугільні електростанції є типом електростанцій, які використовують спалювання вугілля для виробництва електроенергії. Їх використання забезпечує близько 40% світової електроенергії, і вони в основному використовуються в країнах, що розвиваються. [2] Такі країни, як Південна Африка, використовують вугілля для 94% своєї електроенергії, а Китай та Індія використовують вугілля для 70-75% своїх потреб в електроенергії, однак сума вугілля Китай використовує карликів більшості інших країн (див. візуалізацію даних нижче). [3] Використання вугілля забезпечує доступ до електроенергії тим, хто її раніше не мав, що сприяє підвищенню якості життя та зменшенню бідності в цих регіонах, однак воно виробляє велику кількість різних забруднювачів, що знижує якість повітря та сприяє зміна клімату.

Зміст

  • 1 Спалювання величезної кількості вугілля
  • 2 Вплив на навколишнє середовище
    • 2.1 Забруднення повітря
    • 2.2 Використання води/забруднення
  • 3 Світове виробництво електроенергії: вугілля
  • 4 Список літератури

Спалювання величезної кількості вугілля

Вугільні заводи потребують величезної кількості вугілля. Шокуюче: вугільна установка потужністю 1000 МВт використовує 9000 тонн вугілля на день, що еквівалентно цілому навантаженню поїздів (90 вагонів зі 100 тоннами в кожному!). [4] Кількість вугілля, що використовується протягом цілого року, тоді потребуватиме 365 поїздів, і якщо кожен має довжину 3 км, то один поїзд, що перевозить усе це вугілля, повинен мати довжину близько 1100 км; приблизно на такій же відстані, як їхати від Калгарі AB до Вікторії до нашої ери. Якби цей поїзд проходив повз ваш будинок зі швидкістю 40 кілометрів на годину, це зайняло б більше день пройти!

Перетворення цього вугілля на кінцеву мету електроенергії є багатогранним процесом: [6]

  1. Вугілля повинно бути розвантажений від поїзда. Традиційні способи цього вимагають використання кранів, що забирають вугілля з вагонів, однак новіші заводи мають підлогу під відпадаючими коліями поїздів, що дозволяє скидати вугілля в підземні сховища. Для цього навіть не потрібно, щоб поїзд припинив рух! [7] Відео про це див. Тут. Багато вугільних заводів є шахтою, що означає, що завод був поставлений там, де знаходиться вугільна шахта, тому вугілля не потрібно транспортувати поїздом.
  2. Після вивантаження вугілля - це подрібнюють у дрібний порошок великою шліфувальною машиною. Це забезпечує майже повне спалювання вугілля, щоб максимізувати тепло, що віддається, і мінімізувати забруднюючі речовини.
  3. Тоді подрібнюють вугілля вхід в котел, де відбувається горіння і вугілля забезпечує теплову енергію для електростанції. Це тепло передається трубам, що містять воду з високим тиском, яка закипає до пари.
  4. Пара тоді подорожує через турбіну, змушуючи його обертатися надзвичайно швидко, що в свою чергу обертає генератор, виробляючи електроенергію. Тоді електроенергія може надходити в електричну мережу для використання суспільством.

Вугільні електростанції слідують циклу Ранкіна, щоб завершити цей процес. Оскільки в цьому циклі їм потрібна велика кількість води для циркуляції, вугільні електростанції повинні розташовуватися поблизу водойми. Процес вугільних заводів можна побачити нижче на малюнку 3.

Вплив на навколишнє середовище

Вугільні електростанції мають багато пов'язаних з цим екологічних впливів на місцеву екосистему.

Забруднення повітря

При спалюванні вугілля виділяється багато забруднюючих речовин - оксидів азоту (NOx) та сірки (SOx) - і твердих частинок. Вони також виділяють парникові гази, такі як вуглекислий газ (CO2) та метан (CH4), які, як відомо, сприяють глобальному потеплінню та зміні клімату. Щоб допомогти стримувати викиди цих речовин, електростанціям потрібна технологія зменшення виходу цих шкідливих молекул. [9]

Використання води/забруднення

Для видалення домішок з вугілля часто потрібна велика кількість води [10], в процесі відома як промивання вугілля. Наприклад, у Китаї для цього процесу використовується приблизно п’ята частина води, яка використовується у вугільній промисловості. [11] Цей процес сприяє зменшенню забруднення повітря, оскільки усуває близько 50% вмісту золи у вугіллі. Це призводить до утворення меншої кількості діоксиду сірки (SOx), а також до меншої кількості вуглекислого газу (CO2) завдяки більшій тепловій ефективності. [9]

Коли електростанції виводять воду з навколишнього середовища, це може постраждати від риб та інших водних організмів, а також тварин, які покладаються на ці джерела. [10] Забруднювачі також накопичуються у воді, яку використовують електростанції, тому, якщо ця вода скидається назад у навколишнє середовище, це може потенційно завдати шкоди дикій природі там. [10]

Скидання води з електростанцій та промивка вугілля вимагає контролю та регулювання. За додатковою інформацією відвідайте Агентство з охорони навколишнього середовища США (EPA).

Світове виробництво електроенергії: вугілля

Карта нижче показує, з якої первинної енергії різні країни отримують енергію для виробництва своєї електроенергії. Вугілля видно сірим. Клацніть на регіон, щоб збільшити групу країн, а потім натисніть на країну, щоб побачити, звідки береться її електроенергія. Серед відомих країн - Китай, Індія, США, Росія, Канада та Франція.

Список літератури

  1. ↑ Wikimedia Commons [Інтернет], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Ferrybridge_%27C%27_Power_Station_-_geograph.org.uk_-_35089.jpg
  2. ↑ Всесвітня вугільна асоціація. (10 червня 2015 р.). Вугілля та електроенергія [Інтернет]. Доступно: http://www.worldcoal.org/coal/uses-of-coal/coal-electricity/
  3. ↑ Джерело даних: IEA (2014), "Світові енергетичні баланси", Світова енергетична статистика та баланси IEA (база даних). DOI: http://dx.doi.org.ezproxy.lib.ucalgary.ca/10.1787/data-00512-en (дата доступу: лютий 2015 р.)
  4. ↑ Р. А. Гінріхс та М. Кляйнбах, "Електроенергія: ланцюги + надпровідники", в Енергія: її використання та навколишнє середовище, 4-е вид. Торонто, Онт. Канада: Томсон Брукс/Коул, 2006, розділ 10, розділ A, стор. 320
  5. ↑ Callum Black on Geograph. (23 червня 2015 р.). Вугільний поїзд [Інтернет], Доступно: http://www.geograph.org.uk/photo/450234
  6. ↑ Р. А. Гінріхс і М. Кляйнбах, "Електромагнетизм і виробництво електроенергії", в Енергія: її використання та навколишнє середовище, 4-е вид. Торонто, Онт. Канада: Томсон Брукс/Коул, 2006, гл.11, розділ D, с.376-377
  7. ↑ Відкриття через користувача: Найбільші дамби, Вугільна електростанція - Англія [Інтернет-відео], доступно: https://www.youtube.com/watch?v=rEJKiUYjW1E
  8. ↑ Wikimedia Commons [Інтернет]. Доступно: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4a/Coal_fired_power_plant_diagram.svg/1280px-Coal_fired_power_plant_diagram.svg.png
  9. ↑ 9.09.1 ​​Всесвітня вугільна асоціація. (10 червня 2015 р.). Використання вугілля та навколишнє середовище [Інтернет]. Доступно: http://www.worldcoal.org/coal-the-environment/coal-use-the-environment/
  10. ↑ 10.010.110.2 EPA Clean Energy. (10 червня 2015 р.). Вугілля [Інтернет]. Доступно: http://www.epa.gov/cleanenergy/energy-and-you/affect/coal.html
  11. ↑ МЕА. (22 червня 2015 р.). Чому більшість вугілля уникає ванни [Інтернет], Доступно: http://www.iea.org/ieaenergy/issue6/why-most-coal-avoids-a-bath.html

Автори та редактори

Джордан Хананія, Джеймс Дженден, Кейлін Стенхаус, Джейсон Донев
Останнє оновлення: 24 лютого 2019 року
Отримати посилання