Уголь — массовое и относительно недорогое полезное ископаемое. Но вот с экологической точки зрения он ужасен: углекислого газа образуется много больше, чем при сгорании газа; частицы от его сгорания, включая, кстати, уран, поднимаются на километры и разносятся по всей планете, отчего он считается одним из главных источников канцерогенов и онкозаболеваний.
Можно ли получать от него энергию без этих небесспорных бонусов, что в своё время пытался сделать ещё Менделеев?
Пока даже самый чистый уголь внушает опасения. И экологические, и онкологические. (Иллюстрация PoodlesRock / Corbis.)
Лян Ши Фань (Liang-Shih Fan) из Университета штата Огайо (США) считает, что да. Его группа использует сжигание угля в кипящем слое, протекающее по весьма нетривиальной схеме.
Измельчённый уголь попадет в камеру со множеством раскалённых шариков из оксида железа (известного нам по ржавчине) диаметром в 1,5–2 мм. Отнимая кислород у оксида железа, уголь образует углекислый газ, который поднимается вверх и попадает в камеру, где его можно либо химически связывать, либо накапливать в ёмкостях для последующей утилизации или закачки под землю. Потом нагретые железные шарики помещаются в камеру с атмосферным воздухом, где вновь окисляются для последующего повторного использования.
При этом главная проблема угля — пепел и микрочастицы от сжигания — остаётся в первой камере, вместе с восстановленным железом. Чтобы отделить железные шарики для последующего использования, применяют обычное просеивание — ведь микрочастицы, оставшиеся от угля, намного меньше железных шариков. Твёрдые продукты сгорания затем сепарируются и брикетируются, что исключает их попадание в атмосферу.
Лаборатория Университета штата Огайо наработала по этой технологии уже 830 часов (установка функционирует по аналогичному принципу на синтез-газе). Тепловая мощность экспериментальной системы невелика — всего 25 кВт•ч. Но уже сейчас в сотрудничестве с Министерством энергетики США строятся опытные станции (правда, всё на том же синтез-газе) с тепловой мощностью в 250 кВт•ч. Ввод их в строй намечен на вторую половину 2013 года.
Ключевой вопрос внедрения этой технологии — конечно же, цена. По расчётам разработчиков, уже сейчас ясно, что рост цен на конечное «угольное» электричество при таком методе не превысит 35%, притом что снижение выбросов углекислого газа, оксидов серы и окислов азота достигнет 99%. Впрочем, отмечают учёные, после масштабных испытаний подорожание может оказаться не столь значительным.
