https://frosthead.com

Transformarea deșeurilor de energie în energie electrică și căldură

Co-generația, numită uneori căldură și putere combinată (CHP), este o modalitate de a capta căldura intensă care se evadează din fumători și de a o transforma în energie electrică sau de a o folosi în alte scopuri, cum ar fi încălzirea locuințelor. Aproape 70 la sută din emisiile de gaze cu efect de seră din SUA provin din generarea de electricitate și căldură (alte 20 la sută provin din mașini), iar estimările potențialului CHP sunt dramatice. Captarea energiei risipite de fumat în Statele Unite ar putea înlocui aproape 30 la sută din puterea generată în prezent prin arderea combustibililor fosili, reducerea emisiilor de dioxid de carbon cu 20 la sută și economisește anual 150 de miliarde de dolari la 250 de miliarde de dolari, potrivit unui număr de studii. În decembrie, Oak Ridge Laboratorul Național a estimat că, dacă CHP ar genera 20% din capacitatea de putere a națiunii noastre până în 2030 - Germania, Japonia și China au atins sau au depășit deja acest obiectiv, iar Danemarca va genera 50% din puterea sa de către CHP - tehnologia ar elimina 848 de milioane de tone de emisii de dioxid de carbon. Asta ca și cum ai scoate 154 milioane de mașini de pe drum. Atingerea acestui nivel de cogenerare în Statele Unite, conform raportului Oak Ridge, ar implica 234 miliarde de dolari în investiții noi și ar crea un milion de noi locuri de muncă tehnice de înaltă calificare. CHP este acum disponibil și la o scară mai mică pentru încălzirea, răcirea și generarea de energie; se numește microCHP.

Bruce Hathaway, de la Smithsonian, a vorbit recent cu expertul CHP, Tom Casten, președintele unei companii din Chicago, denumită Recycled Energy Development (RED). Casten a petrecut trei decenii promovând reciclarea energiei industriale irosite. El a depus mărturie în fața Congresului de nenumărate ori și este autorul opririi Căldurii: De ce America trebuie să dubleze eficiența energetică pentru a economisi bani și pentru a reduce încălzirea globală. Conducerea unei companii profitabile CHP este importantă pentru Casten, care are un MBA din Columbia. Dar fundalul său de Eagle Scout explică și pasiunea lui pentru reducerea încălzirii globale: respectă sloganul: „lăsați campul mai curat decât am găsit-o”.

Ați scris că unele fabrici „se încălzesc la fel de promiscu ca un foc înspăimântător” și că atunci când vedeți că aburul iese din fumători și că va pierde, vă înnebunește. De ce vă supără atât de mult această vedere?
Am devenit convins în aproximativ 1974 sau 1975 că încălzirea globală cauzată de emisiile de dioxid de carbon va fi cea mai mare problemă cu care ne-am confruntat vreodată ca ființe umane și că trebuie să ardem mai puțin combustibil fosil și să învățăm să reducem în mod profitabil emisiile de CO2. Întrebarea este cum să împăcăm nevoia noastră uriașă de energie cu nevoia unei planete sănătoase și a unei economii sănătoase. Mi-am petrecut cea mai mare parte a carierei în mod profitabil captivând și folosind energia industrială pe care o pierdem.

Fustitele din West Virginia Alloys produc mai mult siliciu decât orice plantă din Statele Unite. (© Laura Antrim Caskey 2008) Tom Casten (dreapta) este președinte, iar fiul său Sean este președinte și CEO al unei companii numite Recycled Energy Development (RED) care instalează un sistem de recuperare a căldurii la West Virginia Alloys. (© Laura Antrim Caskey 2008) La 3.000 de grade Fahrenheit, topita topeste roca de cuart pentru a extrage siliciu. Până acum, evacuarea cuptorului a fost evacuată în atmosferă. Sistemul RED va folosi acea căldură pentru a crea aburi, a transforma turbinele și a genera electricitate. (© Laura Antrim Caskey 2008) Sistemul de recuperare a căldurii, care ar trebui instalat complet în 2010, va genera aproape 357 de milioane de kilowati de ore de energie electrică pe an, suficient pentru a alimenta 20.000 de locuințe. (© Laura Antrim Caskey 2008) După instalarea echipamentului, Alegiile din Virginia de Vest ar trebui să economisească facturile de energie și să-și reducă emisiile de dioxid de carbon cu 290.000 de tone metrice pe an. (© Laura Antrim Caskey 2008)

Ați scris că CHP nu este nou, că Thomas Edison a făcut-o cu prima centrală electrică din lume în 1882. Și-a construit uzina în centrul orașului Manhattan și a trimis rămășița de căldură din generarea de energie electrică pentru a încălzi clădirile de alături. De ce CHP nu este utilizat pe scară largă în sistemul nostru curent de producere a energiei electrice?
Primul lucru de înțeles este faptul că sistemul nostru energetic este extrem de ineficient. Nu facem tot posibilul cu tehnologia disponibilă. De ce? Ei bine, pentru început, rețeaua noastră electrică este administrată în principal de monopoluri protejate și nu sunt răsplătite pentru eficiență. Generarea de energie centrală ineficientă este protejată de un ghețar de bariere artificiale. Acest ghețar de reglementare se topește lent, dar nu la fel de repede ca ghețarii reali.

Centrala medie astăzi este eficientă doar cu 33%, deci, în esență, luați trei unități de energie și primiți o unitate de electricitate. Și a fost așa de când Eisenhower a fost președinte. Restul de energie este în cea mai mare parte căldură excesivă și tocmai aruncăm asta. Pur și simplu nu putem reduce încălzirea globală fără a dubla eficiența generarii de energie. Această eficiență este elefantul din cameră.

Cum captează compania dvs. căldura care este irosită de obicei de centralele electrice?
Construim instalații electrice la fața locului pentru producători, universități, pentru orice instituție care utilizează multă energie. Generăm energie electrică și, în loc să aruncăm energia termică subprodusă, o folosim fie pentru încălzirea clădirilor din apropiere - înlocuirea cazanelor cu combustibil fosil - fie pentru procese industriale, fie pentru a crea mai multă energie electrică. Această abordare se numește cogenerare, pentru că asta este: face două lucrări cu un singur foc. Producând astfel energie dublează eficiența și reduce jumătățile C02 în comparație cu ceea ce fac utilitățile acum. Cel mai puțin proiect eficient pe care l-am făcut vreodată este aproximativ 70 la sută eficient, ceea ce reprezintă de două ori eficiența rețelei electrice. Cel mai bun dintre proiectele noastre depășește 90% de eficiență. Dar proiectele trebuie să fie locale pentru reciclarea energiei reziduale; căldura nu circulă foarte bine.

Poți să explici modul în care CHP captează și folosește căldura din fumătorii industriali?
O numim recuperare de căldură reziduală. Folosim evacuare fierbinte care ar fi evacuat fumăturile. Folosim această căldură pentru a fierbe apa și pentru a produce aburi, ceea ce transformă un dinam pentru a genera electricitate. Un loc unde a lucrat una dintre companiile mele anterioare este o fabrică de oțel de pe malul lacului Michigan. Le-am luat căldura reziduală și am transformat-o în 220 de megawati de putere absolut curată. Este imens; este cantitatea de energie solară care este alimentată în rețelele electrice din întreaga lume. Această fabrică de oțel economisește acum aproximativ 100 de milioane de dolari pe an - un factor important pentru menținerea competitivității pe piața mondială a oțelului. APE a recunoscut fabrica pentru tăierea gazelor cu efect de seră cu 1, 1 milioane de tone pe an. Asta face CHP-ul atât de interesant - este o oportunitate câștig-câștig. Este pro-economie și pro-mediu și transformă vechea dihotomie falsă între puterea ieftină și puterea curată pe capul său.

Cum ai intrat în conservarea energiei în primul rând?
Am crescut în Colorado într-o familie foarte orientată către natură. Am avut o mică rutină unde am traversat un pod pentru a merge la pescuit și am merge pe trei, patru mile pe un râu. Tatăl nostru nu ne-ar lăsa să ne întoarcem dacă nu purtam niște gunoi pe care altcineva le-a lăsat. Ar fi omis cu privire la ce fel de idioți ar purta sticle pop acolo și le-ar lăsa într-un loc atât de frumos. Mama a subliniat și serviciul - căruia i se acordă mult, este nevoie de mult. Mesajul care stă la baza ambilor părinți a fost că ar trebui să lăsăm campul mai curat decât am găsit. Și în lumea noastră în scădere, campingul nostru este acum planeta și încălzirea globală o amenință.

Transformarea deșeurilor de energie în energie electrică și căldură