अवलोकन: वैश्विक कोयला उत्पादन बाजार। आधुनिक ताप विद्युत संयंत्रों के प्रकार और प्रकार (टीपीपी)
2000 के बाद से, चीन और भारत में निवेश परियोजनाओं की विस्फोटक वृद्धि के परिणामस्वरूप दुनिया की कोयले से चलने वाली उत्पादन क्षमता दोगुनी होकर 2,000 GW हो गई है। एक और 200 GW निर्माणाधीन है और 450 GW दुनिया भर में नियोजित है। हाल के दशकों में, कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों ने दुनिया की 40-41% बिजली का उत्पादन किया है - अन्य प्रकार की पीढ़ी की तुलना में सबसे बड़ा हिस्सा। वहीं, 2014 में कोयले से बिजली उत्पादन में चरम पर पहुंच गया था, और अब ऑपरेटिंग टीपीपी के भार को कम करने और उनके बंद होने की नौवीं लहर शुरू हो गई है। इसके बारे में हमारी कार्बन संक्षिप्त समीक्षा में।
2000 के बाद से, चीन और भारत में निवेश परियोजनाओं की विस्फोटक वृद्धि के परिणामस्वरूप दुनिया की कोयले से चलने वाली उत्पादन क्षमता दोगुनी होकर 2,000 GW हो गई है। एक और 200 GW निर्माणाधीन है और 450 GW दुनिया भर में नियोजित है। कोल जेनरेटर क्लब में 77 देश हैं, 2030 तक 13 और इसमें शामिल होने की योजना है।
हाल के दशकों में, कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों ने दुनिया की 40-41% बिजली का उत्पादन किया है - अन्य प्रकार की पीढ़ी की तुलना में सबसे बड़ा हिस्सा।
वहीं, 2014 में कोयले से बिजली उत्पादन में चरम पर पहुंच गया था, और अब ऑपरेटिंग टीपीपी के भार को कम करने और उनके बंद होने की नौवीं लहर शुरू हो गई है। इन वर्षों में, EU और US ने 200 GW को बंद कर दिया है, और 170 GW को 2030 तक बंद कर देना चाहिए। 9 अप्रैल, 2018 तक, 27 देश कोल फेज-आउट एलायंस में शामिल हो गए हैं, जिनमें से 13 के पास ऑपरेटिंग पावर प्लांट हैं।
ध्यान दें कि 2010 से 2017 तक, नियोजित कोयला क्षमता का केवल 34% ही बनाया गया था या निर्माण में लगाया गया था (873 गीगावॉट), जबकि 1,700 गीगावॉट को रद्द या स्थगित कर दिया गया था, कोलस्वर्म की रिपोर्ट। उदाहरण के लिए, एक नए स्टेशन के निर्माण के लिए एक निविदा कई बोलियों को आकर्षित कर सकती है, जिनमें से प्रत्येक को "नियोजित क्षमता" के लिए गिना जाएगा।
अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी (IEA) के अनुसार, सभी अनुपचारित कोयला संयंत्रों को कुछ दशकों के भीतर बंद कर देना चाहिए यदि वार्मिंग को पूर्व-औद्योगिक तापमान से 2C से कम तक सीमित करना है। इस कहानी पर प्रकाश डालने के लिए, कार्बन ब्रीफ ने फरवरी 2018 तक दुनिया के सभी कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों के अतीत, वर्तमान और भविष्य की मैपिंग की है। (https://www.carbonbrief.org/mapped-worlds-coal-power-plants), जो 2000-2017 की अवधि में काम कर रहे 30 मेगावाट से अधिक के कोयले से चलने वाले सभी टीपीपी और साथ ही नियोजित स्थान को दर्शाता है। मानचित्र में 4,567 GW की कुल क्षमता वाले लगभग 10,000 बंद, परिचालन और नियोजित कोयला संयंत्र शामिल हैं, जिनमें से 1,996 GW आज प्रचालन में है, 210 GW निर्माणाधीन है, 443 GW की योजना है, 2,387 GW बंद किए जा रहे हैं और 1,681 GW प्रस्तावित किए गए थे। बनाया जाना था, लेकिन फिर 2010 से दुनिया के 95 देशों में रद्द कर दिया गया। दुनिया में कोयले से चलने वाले लगभग 27 गीगावॉट के छोटे थर्मल पावर प्लांट भी हैं - प्रत्येक में 30 मेगावाट तक।
कोयला क्षमता में वृद्धि
कोयला उत्पादन मुख्य रूप से आर्थिक विकास को गति देने के लिए सस्ती बिजली के वादे के बारे में है। वैश्विक कोयले से चलने वाली उत्पादन क्षमता 2000 और 2017 के बीच सालाना बढ़ी, जो 1.063 GW से 1.995 GW तक लगभग दोगुनी हो गई। कोयला दुनिया की 40-41% बिजली का उत्पादन करता है, जो हाल के दशकों में सबसे बड़ा हिस्सा है। 2000 में 65 की तुलना में आज दुनिया के 77 देशों द्वारा कोयला ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। कोयला ऊर्जा क्लब में शामिल होने की एक और 13 योजना है।
मौजूदा संयंत्रों से CO2 उत्सर्जन कार्बन बजट को 1.5 या 2 डिग्री सेल्सियस तक तोड़ने के लिए पर्याप्त है। अध्ययन के अनुसार, इन प्रतिबंधों का मतलब कोई नया कोयला आधारित बिजली संयंत्र नहीं होगा और कोयले से चलने वाले बेड़े का 20% जल्दी बंद हो जाएगा। आईईए के अनुसार, दुनिया को 2 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि दर से नीचे रखने के लिए सभी कच्चे कोयला बिजली संयंत्रों को 2040 तक बंद करना होगा। इसका मतलब यह होगा कि 20 साल के लिए हर साल 100 गीगावॉट कोयला क्षमता को बंद करना होगा, या 2040 तक हर दिन लगभग एक कोयला ब्लॉक को बंद करना होगा।
हालांकि, अखबारों की सुर्खियों और ऊर्जा पूर्वानुमानों से पता चलता है कि कोयले की वृद्धि नहीं रुकेगी। बिगड़ती जलवायु के लिए ये गंभीर संभावनाएं ऊर्जा क्षेत्र में तेजी से बदलाव के संकेतों से प्रभावित होती हैं। 2015 से निर्माणाधीन या नियोजित कोयला ब्लॉकों के लिए कन्वेयर बेल्ट को आधा कर दिया गया है। टीपीपी बंद होने की गति तेज हो रही है, जो 2010 और 2017 के बीच 197 गीगावॉट के संचयी स्तर तक पहुंच गई है।
कोयला विकास में मंदी
आईईए का मानना है कि निवेश शिखर विश्व कोयला ऊर्जा के लिए पहले ही बीत चुका है और उद्योग "नाटकीय मंदी" के चरण में प्रवेश कर चुका है। आईईए की रिपोर्ट में कहा गया है कि चीन, जो वर्तमान विकास का अधिकांश हिस्सा प्रदान करता है, को अब नए ताप विद्युत संयंत्रों की आवश्यकता नहीं है।
निवेश में विफलता का मतलब है कि कोयले की क्षमता में वृद्धि धीमी हो रही है। और अगर 2011 में दुनिया में 82 GW चालू किया गया था, तो 2017 में - केवल 34 GW।
कोलस्वर्म, ग्रीनपीस और सिएरा क्लब की नवीनतम वार्षिक रिपोर्ट के अनुसार, निर्माणाधीन नए स्टेशनों की संख्या हर साल तेजी से घट रही है, जो 2015 के बाद से 73% कम है। चीन सैकड़ों छोटी, पुरानी और कम कुशल सुविधाओं को बंद कर रहा है, उन्हें बड़े और अधिक कुशल लोगों के साथ बदल रहा है। इन सबका मतलब है कि वैश्विक शक्ति कोयला उत्पादन 2022 की शुरुआत में चरम पर हो सकता है, आईईए उद्योग की स्थिति पर एक रिपोर्ट में कहा।
चरम CO2 उत्सर्जन
आईईए के आंकड़े बताते हैं कि सीओ 2 उत्सर्जन कोयला ऊर्जा से, शायद पहले से ही 2014 में चरम पर इस तथ्य के बावजूद कि कोयले की क्षमता बढ़ती जा रही है। 2014-2016 के बीच कोयला CO2 उत्सर्जन 3.9% गिर गया, कोयला उत्पादन 4.3% गिर गया।
जैसे-जैसे कोयले की क्षमता बढ़ती जा रही है, मौजूदा कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र कम घंटों तक चलते हैं। औसतन, वैश्विक कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र 2016 में लगभग आधे समय के लिए 52.5% की उपयोगिता दर के साथ काम कर रहे थे। इसी तरह की प्रवृत्ति अमेरिका (52%), यूरोपीय संघ (46%), चीन (49%) और भारत (60%) में देखी गई है।
कई अन्य कारक भी कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों और CO2 उत्सर्जन के बीच संबंधों को प्रभावित करते हैं। इनमें प्रत्येक संयंत्र द्वारा उपयोग किए जाने वाले कोयले के प्रकार और दहन प्रौद्योगिकियां शामिल हैं। निम्न गुणवत्ता वाले लिग्नाइट जलाने वाले ताप विद्युत संयंत्र प्रति गीगावॉट बिजली उत्पन्न होने पर 1200 टन CO2 तक उत्सर्जित कर सकते हैं। उच्च गुणवत्ता वाला कोयला कम उत्सर्जन करता है।
कम कुशल "सबक्रिटिकल" इंस्टॉलेशन से दहन तकनीक भी महत्वपूर्ण है अति-सुपरक्रिटिकल के लिए सिस्टम जो उच्च दबाव पर बॉयलर की दक्षता बढ़ाते हैं। सबसे पुरानी और कम से कम कुशल सबक्रिटिकल इकाइयां 35% दक्षता पर काम करती हैं। नई प्रौद्योगिकियां इस सूचक को 40% तक बढ़ाती हैं, और अति-सुपरक्रिटिकल 45% तक (एचईएलई)।
हालांकि, वर्ल्ड कोल एसोसिएशन के अनुसार, यहां तक कि एचईएलई कोयला ब्लॉक भी लगभग 800tCO2 / GWh उत्सर्जित करते हैं। यह गैस पावर प्लांट के उत्सर्जन का लगभग दोगुना और परमाणु, पवन और सौर से लगभग 50-100 गुना अधिक है। IEA को पूर्व-2C परिदृश्यों में कोयले से चलने वाली बिजली के लिए कोई और संभावना नहीं दिखती है क्योंकि कार्बन कैप्चर और स्टोरेज के साथ भी अवशिष्ट उत्सर्जन बहुत अधिक है।
2017 में कोयला उत्पादन और CO2 उत्सर्जन में एक छोटा सा स्पाइक था, जो चीन में उत्पादन में वृद्धि से प्रेरित था, हालांकि ये 2014 के शिखर से नीचे हैं।
कोयला अर्थव्यवस्था का क्षरण
कोयले से चलने वाले टीपीपी की अर्थव्यवस्था के लिए बिजली संयंत्रों (सीसीआई) के उपयोग का निम्न स्तर "संक्षारक" है। सामान्य तौर पर, उन्हें कम से कम 80% समय संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, क्योंकि उनकी अपेक्षाकृत उच्च निश्चित लागत है। यह नए कोयला ब्लॉक के निर्माण के लिए लागत अनुमान का भी आधार है, जबकि कम उपयोग से प्रति यूनिट बिजली की लागत बढ़ जाती है। सीसीआई में गिरावट विशेष रूप से कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र संचालकों के लिए विषाक्त है, जो तेजी से गिरती अक्षय ऊर्जा की कीमतों, अमेरिका में सस्ती गैस और यूरोपीय संघ में कोयले की बढ़ती कीमतों के साथ प्रतिस्पर्धा कर रही है। कोयला आपूर्ति प्रतिबंध कोयले की कीमतों को बढ़ा रहे हैं, और विकल्प पर किसी भी शेष लाभ को कम कर रहे हैं।
नए पर्यावरणीय नियम यूरोपीय संघ से लेकर भारत और इंडोनेशिया तक कई न्यायालयों में कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की लागत बढ़ा रहे हैं। कोयला संयंत्र मालिकों को उच्च पर्यावरणीय मानकों को पूरा करने के लिए अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में निवेश करना चाहिए, या अपने गंदे बिजली संयंत्रों को पूरी तरह से बंद कर देना चाहिए। वित्तीय थिंकटैंक कार्बन ट्रैकर के अनुसार, कारकों के इस संयोजन का मतलब है कि यूरोपीय संघ और यहां तक कि भारत में मौजूदा कोयला बेड़े के अधिकांश स्टेशन गंभीर आर्थिक समस्याओं का सामना कर रहे हैं। ऐसा पाया गया कि 2030 तक, उदाहरण के लिए, यूरोपीय संघ में लगभग सभी कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र लाभहीन हो जाएंगे। ब्लूमबर्ग न्यू एनर्जी फाइनेंस के संस्थापक माइकल लिब्रेच का कहना है कि कोयला दो "टिपिंग पॉइंट्स" का सामना कर रहा है। पहला यह है कि जब नई अक्षय ऊर्जा कोयले से चलने वाले नए बिजली संयंत्रों की तुलना में सस्ती हो जाती है, जो पहले ही कई क्षेत्रों में हो चुकी है। दूसरा, जब नए नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत मौजूदा कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की तुलना में सस्ते हों।
ध्यान दें कि कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र प्रतिकूल आर्थिक परिस्थितियों में काम करना जारी रख सकते हैं, उदाहरण के लिए, बिजली के लिए एक अधिभार के साथ। यह प्रथा 2018 में कई यूरोपीय संघ के देशों द्वारा शुरू की गई थी।
2018 में, चीन, वियतनाम और थाईलैंड ने सौर अधिभार को पूरी तरह से रद्द कर दिया। फिलीपींस और इंडोनेशिया ने इसे काफी कम कर दिया है। और भारत में सोलर जेनरेशन पहले से ही कोयले से सस्ता है। यानी वास्तविक प्रतिस्पर्धा की स्थितियों में, देशों में कोयला उत्पादन दक्षिण-पूर्व एशिया पहले से ही RES से हार रहा है और योजना से अधिक धीरे-धीरे विकसित होगा।
प्रमुख देश और क्षेत्र
77 देश बिजली पैदा करने के लिए कोयले का उपयोग करते हैं, 2000 में 65 से ऊपर। तब से, 13 देशों ने कोयला सुविधाओं का निर्माण किया है और सिर्फ एक देश - बेल्जियम - ने उन्हें बंद कर दिया है। अन्य 13 देशों, जिनकी वर्तमान क्षमता का 3% हिस्सा है, ने यूके और कनाडा के नेतृत्व वाले कोल लेफ्ट ऑफ द पास्ट एलायंस के तहत 2030 तक कोयले को चरणबद्ध तरीके से समाप्त करने का संकल्प लिया है। इस बीच, 13 देशों को अभी भी कोयला ऊर्जा क्लब में शामिल होने की उम्मीद है।
शीर्ष 10 नीचे दी गई तालिका के बाईं ओर दिखाए गए दुनिया के देशों में कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की कुल संख्या का 86% हिस्सा है। तालिका में दाईं ओर - शीर्ष 10 दुनिया की कोयले से चलने वाली क्षमता का 64% बनाने की योजना बना रहे देश।
देश/परिचालन मेगावाट/दुनिया में हिस्सा देश/मेगावाट निर्माणाधीन/शेयर
चीन 935.472 47% चीन 210.903 32%
यूएसए 278.823 14% भारत 131.359 20%
भारत 214.910 11% वियतनाम 46.425 7%
जर्मनी 50,400 3% तुर्की 42,890 7%
रूस 48.690 2% इंडोनेशिया 34.405 5%
जापान 44.578 2% बांग्लादेश 21.998 3%
दक्षिण अफ्रीका 41.307 2% जापान 18.575 3%
दक्षिण कोरिया 37,973 2% मिस्र 14,640 2%
पोलैंड 29.401 1% पाकिस्तान 12.385 2%
इंडोनेशिया 28,584 1% फिलीपींस 12,141 2%
चीन के पास कोयले से चलने वाला सबसे बड़ा बेड़ा है और शंघाई के आसपास यांग्त्ज़ी नदी डेल्टा के साथ 250 किमी के दायरे में निर्माणाधीन 97 GW की सबसे बड़ी पाइपलाइन का घर है। यह भारत और संयुक्त राज्य अमेरिका के अपवाद के साथ किसी भी देश में पहले से मौजूद है। रूस के पास दुनिया का पांचवां सबसे बड़ा कोयला आधारित बेड़ा है, जो दुनिया की उत्पादन क्षमता का केवल 2% है।
चीन
पिछले 20 वर्षों में, चीन में सबसे महत्वपूर्ण परिवर्तन हुए हैं। इसके कोयले से चलने वाले बेड़े में 2000 और 2017 के बीच पांच गुना वृद्धि हुई है। और 935 GW, या दुनिया की क्षमता का लगभग आधा तक पहुंच गया।
चीन CO2 का दुनिया का सबसे बड़ा उत्सर्जक भी है और दुनिया के आधे कोयले का उपयोग करता है, इसलिए इसका भविष्य का रास्ता जलवायु परिवर्तन से निपटने के वैश्विक प्रयास के लिए असमान रूप से महत्वपूर्ण है।
अध्यक्ष शी को "जीवन के लिए नेता" के रूप में नियुक्त करने से पहले औद्योगिक गतिविधि और कोयले के उपयोग को प्रोत्साहित किया गया था। यह ऊर्जा नीति CO2 उत्सर्जन को वर्षों में सबसे तेज गति से आगे बढ़ा सकती है।
हालांकि, कुछ विश्लेषकों का कहना है कि चीन के कोयले का उपयोग 2030 तक आधा हो सकता है। सरकार एक राष्ट्रीय उत्सर्जन व्यापार योजना शुरू कर रही है, और वायु प्रदूषण और जलवायु चिंताओं के जवाब में नई कोयले से चलने वाली ऊर्जा को बंद और प्रतिबंधित कर रही है। इसका मतलब यह है कि 2017 में निर्माणाधीन या नियोजित कोयले से चलने वाले थर्मल पावर प्लांट के कन्वेयर बेल्ट में 2016 तक 70% की कमी आई है।
इसका मतलब यह भी है कि नियोजित परियोजनाओं को उन्हें बनाने के लिए आवश्यक परमिट प्राप्त होने की संभावना नहीं है, पूर्वी एशिया में ग्रीनपीस के एक ऊर्जा विश्लेषक लॉरी मिलिविर्टा कहते हैं। “चीन और भारत में कई नियोजित परियोजनाएं लगभग मर चुकी हैं। भारत में वे व्यावसायिक रूप से अतरल हैं, उनके सही दिमाग में कोई भी उन्हें बनाने नहीं जा रहा है ... चीन में इसका कोई मतलब नहीं है, क्योंकि पहले से ही बहुत अधिक क्षमता है, एक अधिशेष है।" यूनाइटेड स्टेट्स एनर्जी इंफॉर्मेशन एडमिनिस्ट्रेशन (ईआईए) के अनुसार, चीन में बिजली और कोयले का उत्पादन कमोबेश अपने चरम पर है।
इंडिया
2000 के बाद से क्षमता में दूसरी सबसे बड़ी वृद्धि भारत में हुई, जहां कोयले से चलने वाले बिजली के बेड़े में तीन गुना से अधिक 215 GW हो गए। हाल ही में, भारतीय कोयला उत्पादन की स्थिति में तेजी से गिरावट आई है। IEA ने भारतीय कोयले की मांग के लिए अपने पूर्वानुमान में कटौती की इस कारण बिजली की मांग में वृद्धि में मंदी और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की लागत में कमी। मई 2018 में ब्लूमबर्ग के साथ एक साक्षात्कार में भारतीय ऊर्जा मंत्री के अनुसार, कुछ 10 GW संयंत्रों को "अस्थिर" माना जाता है, अन्य 30 GW "तनाव" में हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि "भारत की नवीकरणीय ऊर्जा क्रांति कोयले को कर्ज की चट्टान से दूर धकेल रही है। "मैथ्यू ग्रे, कार्बन ट्रैकर के विश्लेषक।
भारत की नवीनतम राष्ट्रीय बिजली योजना का लक्ष्य 48 GW कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों के निपटान का है, आंशिक रूप से इस कारण नए पर्यावरण मानक। यह 94 GW की नई क्षमताओं को चालू करने का भी प्रावधान करता है, लेकिन यह आंकड़ा दुनिया के प्रमुख विश्लेषकों द्वारा अवास्तविक माना जाता है। देश ने 44 GW परियोजनाओं को चालू करने की योजना बनाई है, जिनमें से 17 GW कई वर्षों से निलंबित हैं। " भारत में, नवीकरणीय ऊर्जा पहले से ही नए और यहां तक कि अधिकांश मौजूदा कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की तुलना में कम लागत पर ऊर्जा की आपूर्ति कर सकती है। "ग्रीनपीस ईस्ट एशिया के ऊर्जा विश्लेषक लॉरी मिलिविर्टा कहते हैं।
अमेरीका
पुरानी क्षमता के निपटान की लहर ने छह वर्षों में अमेरिकी कोयला उत्पादन में 61 GW की कटौती की है, और अन्य 58 GW को बंद करने की योजना है, कोल स्वार्म नोट। यह अमेरिकी कोयला बेड़े को 2000 में 327 GW से घटाकर भविष्य में या उससे कम 220 GW कर देगा।
उद्योग को बचाने का एक तरीका यह है कि ट्रम्प प्रशासन ने राष्ट्रीय सुरक्षा कारणों से लाभहीन कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों को बचाने की घोषणा की ताकि बिजली अधिभार के साथ सिस्टम की विश्वसनीयता बनाए रखी जा सके ब्लूमबर्ग ने उन्हें "अमेरिकी ऊर्जा बाजारों में अभूतपूर्व हस्तक्षेप" के रूप में वर्णित किया है।
दूसरी ओर, बाजार की स्थिति वर्तमान में गैस से चलने वाले बिजली संयंत्रों और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के पक्ष में है। संयुक्त राज्य अमेरिका में कोई नई कोयला सुविधाएं नहीं हैं। यह उम्मीद की जाती है कि 2018 में कोयले की क्षमता को समाप्त करने की राशि 18 GW होगी। पिछले साल, यू.एस. बिजली क्षेत्र में कोयले की खपत 1982 के बाद सबसे कम थी।
यूरोपीय संघ
कोयले को चरणबद्ध तरीके से समाप्त करने की यूरोपीय संघ की योजनाओं को देखते हुए, संघ के कोयले से चलने वाले बेड़े को 2030 तक घटाकर 100 गीगावाट या 2000 में इसकी कुल क्षमता का आधा कर दिया जाना चाहिए। कनाडा के साथ, यूरोपीय संघ के देश कोयले को चरणबद्ध करने के लिए गठबंधन का नेतृत्व करते हैं। ग्रेट ब्रिटेन, फ्रांस, इटली, नीदरलैंड, पुर्तगाल, ऑस्ट्रिया, आयरलैंड, डेनमार्क, स्वीडन और फिनलैंड ने 2030 तक कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों को चरणबद्ध तरीके से समाप्त करने की घोषणा की है। उनकी क्षमता 42 गीगावॉट है, जिसमें हाल ही में निर्मित बिजली संयंत्र शामिल हैं।
इसी समय, दुनिया में चौथा और नौवां सबसे बड़ा राष्ट्रीय कोयला उत्पादक बेड़ा स्थित है सदस्य राज्यों में यूरोपीय संघ, अर्थात् जर्मनी में 50 GW और पोलैंड में 29 GW। जर्मनी के लिए कोयला आधारित बिजली आपूर्ति के लिए एक कट-ऑफ तिथि निर्धारित करने के लिए यूरोपीय संघ के आयोग ने काम करना शुरू कर दिया है, हालांकि देश के ग्रिड ऑपरेटर का कहना है कि 2030 तक ऊर्जा सुरक्षा से समझौता किए बिना उसके आधे कोयले के बेड़े को बंद किया जा सकता है। पोलैंड ने केवल यह वादा किया था कि वह पहले से बनाए जा रहे नए कोयले से चलने वाले थर्मल पावर प्लांट का निर्माण नहीं करेगा।
आईईए अध्ययनों से पता चला है कि पेरिस समझौते के लक्ष्यों को पूरा करने के लिए सभी यूरोपीय संघ के कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों को 2030 तक बंद कर देना चाहिए। उचित कीमतों और गैस की उपलब्धता के अधीन, CO2 की बढ़ती कीमतों से इस वर्ष कोयले से गैस में बदलाव की उम्मीद है।
अन्य प्रमुख देश
दक्षिण कोरिया, जापान, वियतनाम, इंडोनेशिया, बांग्लादेश, पाकिस्तान और फिलीपींस सहित अन्य एशियाई देशों ने 2000 के बाद से सामूहिक रूप से अपने कोयला-उत्पादक बेड़े को दोगुना कर दिया है, जो 2017 में 185 GW तक पहुंच गया है। कुल मिलाकर, ये देश 50 GW नए थर्मल का निर्माण करेंगे। अपने दम पर बिजली संयंत्र और 128 और। चीन, जापान और दक्षिण कोरिया के निर्माण में वित्तपोषण और भागीदारी के माध्यम से GW की योजना बनाई गई है।
इनमें से कई देशों में कोयले के इस्तेमाल के मिले-जुले संकेत हैं। उदाहरण के लिए, जापान की राष्ट्रीय ऊर्जा योजना के नवीनतम मसौदे में 2030 में कोयले की महत्वपूर्ण भूमिका को ध्यान में रखा गया है, जबकि पेरिस समझौते का मतलब है कि टोक्यो को तब तक कोयले को समाप्त कर देना चाहिए, जलवायु विश्लेषिकी नोट।
कोयला उत्पादन की नियोजित मात्रा के मामले में वियतनाम तीसरा देश है - 46 GW, जिसमें से 11 GW पहले से ही निर्माणाधीन है। विश्व संसाधन संस्थान में ऊर्जा के उप निदेशक एलेक्स परेरा लिखते हैं, "फिर भी, सरकार इस प्रक्षेपवक्र को बदलने में तेजी से निवेश कर रही है। वियतनाम परिस्थितियों का एक दिलचस्प और महत्वपूर्ण संयोजन प्रदान करता है जो स्वच्छ ऊर्जा में संक्रमण को सक्षम करेगा: नवीकरणीय ऊर्जा और निजी क्षेत्र तेजी से कड़े स्वच्छ ऊर्जा लक्ष्यों को पूरा करने का प्रयास कर रहा है।"
इंडोनेशियाई सरकार ने जावा के सबसे अधिक आबादी वाले द्वीप पर नए कोयला संयंत्रों के निर्माण पर प्रतिबंध लगा दिया है। नए कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों को चालू करने की योजना को सही ठहराने के लिए राज्य उपयोगिता कंपनी की "बिजली की मांग में वृद्धि को अधिक महत्व देने" के लिए आलोचना की गई है।
तुर्की के पास अपने कोयला बेड़े का विस्तार करने की महत्वपूर्ण योजनाएँ हैं। हालांकि, वर्तमान में नियोजित 43 गीगावॉट पाइपलाइन से केवल 1 गीगावॉट का निर्माण किया जा रहा है।
बड़ी योजनाओं वाला एक और देश मिस्र है, जिसके पास न तो कोयला स्टेशन हैं और न ही खुद का कोयला भंडार। कृपया ध्यान दें कि 15 GW नियोजित नई क्षमता में से कोई भी अनुमोदन के प्रारंभिक चरण से आगे नहीं गया है, कोई परमिट प्राप्त नहीं हुआ है और निर्माणाधीन नहीं है।
दक्षिण अफ्रीका में कोयले के बड़े भंडार हैं और दुनिया का सातवां सबसे बड़ा कोयला बिजली का बेड़ा है। दक्षिण अफ्रीका 6 गीगावॉट के नए ताप विद्युत संयंत्रों का निर्माण कर रहा है और 6 गीगावाट अन्य को शुरू करने की योजना बना रहा है। हालांकि, इस साल की शुरुआत में किरिल रामफोसा के चुनाव के बाद, देश में राजनीतिक भावना बदल रही है, और अप्रैल में 4.7 अरब डॉलर के नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के निर्माण के लिए दीर्घकालिक सौदों पर हस्ताक्षर किए गए थे। ... इसका कारण यह है कि नए कोयला स्टेशन आरईएस की तुलना में अधिक महंगे होंगे, विशेषज्ञों का कहना है। दक्षिण अफ्रीका की नई ऊर्जा निवेश योजना में कोयले की भूमिका पर विधायी चर्चा इस गर्मी के अंत में होगी।
1879 में, जब थॉमस अल्वा एडीसनगरमागरम लैंप का आविष्कार किया, विद्युतीकरण का युग शुरू हुआ। बड़ी मात्रा में बिजली के उत्पादन के लिए सस्ते और आसानी से उपलब्ध ईंधन की आवश्यकता होती है। कोयला इन आवश्यकताओं को पूरा करता था, और पहले बिजली संयंत्र (स्वयं एडिसन द्वारा 19 वीं शताब्दी के अंत में निर्मित) कोयले पर संचालित होते थे।
जैसे-जैसे देश में अधिक से अधिक स्टेशन बनते गए, कोयले पर निर्भरता बढ़ती गई। प्रथम विश्व युद्ध के बाद से, अमेरिका के वार्षिक बिजली उत्पादन का लगभग आधा कोयला आधारित बिजली संयंत्रों से आया है। 1986 में, ऐसे बिजली संयंत्रों की कुल स्थापित क्षमता 289,000 मेगावाट थी, और उन्होंने देश में खनन किए गए कोयले की कुल मात्रा (900 मिलियन टन) का 75% खपत किया। परमाणु ऊर्जा के विकास और तेल और प्राकृतिक गैस उत्पादन के विकास की संभावनाओं के बारे में मौजूदा अनिश्चितताओं को देखते हुए, यह माना जा सकता है कि सदी के अंत तक, कोयले से चलने वाले थर्मल पावर प्लांट सभी बिजली का 70% तक उत्पादन करेंगे। देश में उत्पन्न।
हालांकि, इस तथ्य के बावजूद कि कोयला लंबे समय से है और कई वर्षों तक बिजली का मुख्य स्रोत रहेगा (संयुक्त राज्य में, यह सभी प्रकार के प्राकृतिक ईंधन के भंडार का लगभग 80% हिस्सा है), यह कभी भी इष्टतम नहीं रहा है। बिजली संयंत्रों के लिए ईंधन। कोयले की विशिष्ट ऊर्जा सामग्री प्रति यूनिट वजन (यानी, कैलोरी मान) तेल या प्राकृतिक गैस की तुलना में कम है। परिवहन करना अधिक कठिन है और इसके अलावा, कोयले को जलाने से कई अवांछनीय पर्यावरणीय परिणाम होते हैं, विशेष रूप से, अम्लीय वर्षा। 60 के दशक के अंत से, राख और लावा के रूप में गैसीय और ठोस उत्सर्जन के साथ पर्यावरण प्रदूषण के लिए आवश्यकताओं के सख्त होने के कारण कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों के आकर्षण में तेजी से गिरावट आई है। इन पर्यावरणीय समस्याओं को हल करने की लागत के साथ-साथ थर्मल पावर प्लांट जैसी जटिल सुविधाओं के निर्माण की बढ़ती लागत ने उनके विकास की संभावनाओं को विशुद्ध रूप से आर्थिक दृष्टिकोण से कम अनुकूल बना दिया है।
हालांकि, अगर कोयले से चलने वाले ताप विद्युत संयंत्रों के तकनीकी आधार को बदल दिया जाता है, तो उनके पूर्व आकर्षण को पुनर्जीवित किया जा सकता है। इनमें से कुछ परिवर्तन प्रकृति में विकासवादी हैं और मुख्य रूप से मौजूदा प्रतिष्ठानों की क्षमता को बढ़ाने के उद्देश्य से हैं। साथ ही, कोयले के अपशिष्ट मुक्त दहन की पूरी तरह से नई प्रक्रियाएं विकसित की जा रही हैं, यानी पर्यावरण को कम से कम नुकसान। नई तकनीकी प्रक्रियाओं की शुरूआत का उद्देश्य यह सुनिश्चित करना है कि भविष्य में कोयले से चलने वाले थर्मल पावर प्लांट को पर्यावरण प्रदूषण की डिग्री के लिए प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सके, विभिन्न प्रकार के कोयले का उपयोग करने की संभावना के संदर्भ में लचीलापन हो और लंबे निर्माण समय की आवश्यकता न हो।
कोयला दहन प्रौद्योगिकी में प्रगति के महत्व की सराहना करने के लिए, एक पारंपरिक कोयले से चलने वाले थर्मल पावर प्लांट के संचालन पर संक्षेप में विचार करें। कोयले को स्टीम बॉयलर की भट्टी में जलाया जाता है, जो अंदर पाइपों के साथ एक विशाल कक्ष होता है, जिसमें पानी भाप में बदल जाता है। भट्ठी में डालने से पहले, कोयले को धूल में कुचल दिया जाता है, जिसके कारण दहन की लगभग उतनी ही पूर्णता प्राप्त होती है जितनी ज्वलनशील गैसों को जलाने पर होती है। एक बड़ा स्टीम बॉयलर प्रति घंटे औसतन 500 टन चूर्णित कोयले की खपत करता है और 2.9 मिलियन किलोग्राम भाप उत्पन्न करता है, जो 1 मिलियन kWh बिजली उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त है। उसी समय के दौरान, बॉयलर वातावरण में लगभग 100,000 m3 गैसों का उत्सर्जन करता है।
उत्पन्न भाप एक सुपरहीटर से गुजरती है, जहां इसका तापमान और दबाव बढ़ जाता है, और फिर एक उच्च दबाव वाले टरबाइन में प्रवेश करता है। टरबाइन रोटेशन की यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत जनरेटर द्वारा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। उच्च ऊर्जा रूपांतरण दक्षता प्राप्त करने के लिए, टरबाइन से भाप को आमतौर पर बॉयलर में फिर से गरम करने के लिए लौटाया जाता है और फिर ठंडा करके संघनित होने से पहले एक या दो कम दबाव वाले टर्बाइनों को चलाया जाता है; कंडेनसेट बॉयलर चक्र में वापस आ जाता है।
थर्मल पावर प्लांट के उपकरण में ईंधन खिला तंत्र, बॉयलर, टर्बाइन, जनरेटर, साथ ही जटिल शीतलन प्रणाली, ग्रिप गैस की सफाई और राख हटाने शामिल हैं। इन सभी प्राथमिक और माध्यमिक प्रणालियों को 40 वर्षों या उससे अधिक समय तक मज़बूती से संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो कि संयंत्र की स्थापित क्षमता के 20% से लेकर अधिकतम तक हो सकता है। एक विशिष्ट 1,000 मेगावाट के ताप विद्युत संयंत्र के लिए उपकरणों की पूंजीगत लागत आमतौर पर $ 1 बिलियन से अधिक होती है।
जिस दक्षता से कोयले को जलाने से निकलने वाली ऊष्मा को बिजली में परिवर्तित किया जा सकता था, वह 1900 से पहले केवल 5% थी, लेकिन 1967 तक यह 40% तक पहुँच गई थी। दूसरे शब्दों में, लगभग 70 वर्षों की अवधि में, उत्पादित बिजली की प्रति यूनिट कोयले की विशिष्ट खपत आठ गुना कम हो गई है। तदनुसार, ताप विद्युत संयंत्रों की स्थापित क्षमता के 1 किलोवाट की लागत में भी कमी आई: यदि 1920 में यह 350 डॉलर (1967 की कीमतों में) थी, तो 1967 में यह गिरकर 130 डॉलर हो गई। आपूर्ति की गई बिजली की कीमत भी इसी अवधि में गिर गई। 25 सेंट से 2 सेंट प्रति kWh।
हालाँकि, 1960 के दशक से शुरू होकर, प्रगति की गति कम होने लगी। इस प्रवृत्ति को, जाहिरा तौर पर, इस तथ्य से समझाया गया है कि पारंपरिक थर्मल पावर प्लांट अपनी पूर्णता की सीमा तक पहुंच गए हैं, जो ऊष्मप्रवैगिकी के नियमों और उन सामग्रियों के गुणों से निर्धारित होते हैं जिनसे बॉयलर और टर्बाइन बनाए जाते हैं। 1970 के दशक की शुरुआत से, इन तकनीकी कारकों को नए आर्थिक और संगठनात्मक कारणों से बढ़ा दिया गया है। विशेष रूप से, पूंजीगत व्यय में तेजी से वृद्धि हुई है, बिजली की मांग में वृद्धि की दर धीमी हो गई है, हानिकारक उत्सर्जन से पर्यावरण संरक्षण की आवश्यकताएं अधिक कठोर हो गई हैं, और बिजली संयंत्र निर्माण परियोजनाओं के कार्यान्वयन के लिए समय सीमा लंबी कर दी गई है। नतीजतन, कोयले से बिजली पैदा करने की लागत, जो लंबे समय से नीचे की ओर थी, तेजी से बढ़ी है। दरअसल, नए ताप विद्युत संयंत्रों द्वारा उत्पन्न 1 किलोवाट बिजली की लागत अब 1920 (तुलनीय कीमतों में) से अधिक है।
पिछले 20 वर्षों में, कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की लागत गैसीय को हटाने के लिए सख्त आवश्यकताओं से सबसे अधिक प्रभावित हुई है,
तरल और ठोस अपशिष्ट। आधुनिक ताप विद्युत संयंत्रों में गैस की सफाई और राख से निपटने की प्रणाली अब पूंजीगत लागत का 40% और परिचालन लागत का 35% है। तकनीकी और आर्थिक दृष्टिकोण से, उत्सर्जन नियंत्रण प्रणाली का सबसे महत्वपूर्ण तत्व एक ग्रिप गैस डी-सल्फराइजेशन प्लांट है, जिसे अक्सर गीले (स्क्रबर) धूल संग्रह प्रणाली के रूप में जाना जाता है। एक गीला धूल कलेक्टर (स्क्रबर) सल्फर ऑक्साइड को फंसाता है, जो कोयले के दहन के दौरान बनने वाले मुख्य प्रदूषक हैं।
गीली धूल संग्रह का विचार सरल है, लेकिन व्यवहार में यह कठिन और महंगा साबित होता है। एक क्षारीय पदार्थ, आमतौर पर चूना या चूना पत्थर, पानी के साथ मिलाया जाता है और घोल को ग्रिप गैस धारा में छिड़का जाता है। ग्रिप गैसों में निहित सल्फर ऑक्साइड क्षार कणों द्वारा अवशोषित होते हैं और अक्रिय सल्फाइट या कैल्शियम सल्फेट (जिप्सम) के रूप में घोल से बाहर निकल जाते हैं। जिप्सम को आसानी से हटाया जा सकता है या, यदि पर्याप्त रूप से साफ हो, तो भवन निर्माण सामग्री के रूप में विपणन किया जा सकता है। अधिक जटिल और महंगी स्क्रबर प्रणालियों में, जिप्सम कीचड़ को सल्फ्यूरिक एसिड या मौलिक सल्फर में परिवर्तित किया जा सकता है, जो अधिक मूल्यवान रासायनिक उत्पाद हैं। 1978 से, निर्माणाधीन सभी चूर्णित कोयले से चलने वाले ताप विद्युत संयंत्रों में स्क्रबर्स की स्थापना अनिवार्य कर दी गई है। नतीजतन, अमेरिकी ऊर्जा उद्योग में अब दुनिया के बाकी हिस्सों की तुलना में अधिक स्क्रबर इकाइयां हैं।
नए संयंत्रों में स्क्रबर सिस्टम की लागत आमतौर पर $ 150-200 प्रति 1 kW स्थापित क्षमता है। मौजूदा संयंत्रों में स्क्रबर की स्थापना, जिसे मूल रूप से गीली गैस की सफाई के बिना डिजाइन किया गया था, नए संयंत्रों की तुलना में 10-40% अधिक महंगा है। स्क्रबर्स की रनिंग कॉस्ट काफी अधिक होती है चाहे वे पुराने प्लांट में लगाए जाएं या नए प्लांट में। स्क्रबर्स जिप्सम कीचड़ की एक बड़ी मात्रा उत्पन्न करते हैं, जिसे अवसादन तालाबों में रखा जाना चाहिए या डंप किया जाना चाहिए, जो एक नई पर्यावरणीय समस्या पैदा करता है। उदाहरण के लिए, 3% सल्फर युक्त कोयले पर चलने वाला 1000 मेगावाट का थर्मल पावर प्लांट प्रति वर्ष इतना कीचड़ पैदा करता है कि वे 1 किमी 2 के क्षेत्र को लगभग 1 मीटर मोटी परत के साथ कवर कर सकते हैं।
इसके अलावा, गीली गैस की सफाई प्रणाली बहुत अधिक पानी की खपत करती है (1000 मेगावाट के संयंत्र में, पानी की खपत लगभग 3800 लीटर / मिनट है), और उनके उपकरण और पाइपलाइन अक्सर बंद और जंग के लिए प्रवण होते हैं। ये कारक परिचालन लागत को बढ़ाते हैं और समग्र सिस्टम विश्वसनीयता को कम करते हैं। अंत में, स्क्रबर सिस्टम में, स्टेशन द्वारा उत्पन्न ऊर्जा का 3 से 8% तक पंपों और धुएं के निकास के लिए और गैस की सफाई के बाद ग्रिप गैसों को गर्म करने के लिए खपत किया जाता है, जो कि चिमनियों में संक्षेपण और जंग को रोकने के लिए आवश्यक है।
अमेरिकी बिजली उद्योग में स्क्रबर्स को व्यापक रूप से अपनाना आसान या सस्ता नहीं रहा है। पहला स्क्रबर इंस्टॉलेशन बाकी स्टेशन उपकरणों की तुलना में काफी कम विश्वसनीय था, इसलिए स्क्रबर सिस्टम के घटकों को सुरक्षा और विश्वसनीयता के बड़े मार्जिन के साथ डिजाइन किया गया था। स्क्रबर की स्थापना और संचालन से जुड़ी कुछ कठिनाइयों को इस तथ्य के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है कि स्क्रबर तकनीक का औद्योगिक अनुप्रयोग समय से पहले शुरू हो गया था। केवल अब, 25 वर्षों के अनुभव के बाद, स्क्रबर सिस्टम की विश्वसनीयता स्वीकार्य स्तर पर पहुंच गई है।
कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की लागत न केवल उत्सर्जन नियंत्रण प्रणालियों की अनिवार्य उपस्थिति के कारण बढ़ी है, बल्कि इसलिए भी कि निर्माण की लागत आसमान छू रही है। मुद्रास्फीति को भी ध्यान में रखते हुए, कोयले से चलने वाले ताप विद्युत संयंत्रों की स्थापित क्षमता की इकाई लागत अब 1970 की तुलना में तीन गुना अधिक है। पिछले 15 वर्षों में, "पैमाने की अर्थव्यवस्था", यानी निर्माण से लाभ बड़े बिजली संयंत्र, निर्माण की लागत में उल्लेखनीय वृद्धि से ऑफसेट हो गए हैं ... कीमतों में यह वृद्धि आंशिक रूप से दीर्घकालिक पूंजी निर्माण परियोजनाओं के वित्तपोषण की उच्च लागत को दर्शाती है।
परियोजना कार्यान्वयन में देरी का प्रभाव जापानी ऊर्जा कंपनियों के उदाहरण में देखा जा सकता है। जापानी कंपनियां आमतौर पर अपने अमेरिकी समकक्षों की तुलना में संगठनात्मक, तकनीकी और वित्तीय समस्याओं से निपटने में अधिक चुस्त होती हैं जो अक्सर बड़ी निर्माण परियोजनाओं को चालू करने में देरी करती हैं। जापान में, एक बिजली संयंत्र 30-40 महीनों में बनाया और चालू किया जा सकता है, जबकि संयुक्त राज्य अमेरिका में, समान क्षमता के एक संयंत्र को आमतौर पर 50-60 महीने लगते हैं। इतने लंबे परियोजना कार्यान्वयन समय के साथ, निर्माणाधीन एक नए संयंत्र की लागत (और, इसलिए, जमी हुई पूंजी की लागत) कई अमेरिकी ऊर्जा कंपनियों की स्थिर पूंजी के बराबर है।
इसलिए, ऊर्जा कंपनियां नए बिजली उत्पादन संयंत्रों के निर्माण की लागत को कम करने के तरीकों की तलाश कर रही हैं, विशेष रूप से कम क्षमता की मॉड्यूलर इकाइयों का उपयोग करके, जिन्हें बढ़ती मांग को पूरा करने के लिए मौजूदा संयंत्र में जल्दी से ले जाया और स्थापित किया जा सकता है। इन संयंत्रों को कम समय सीमा में ऑनलाइन लाया जा सकता है और इसलिए अपने लिए तेजी से भुगतान करें, भले ही आरओआई स्थिर रहे। सिस्टम क्षमता में वृद्धि की आवश्यकता होने पर ही नए मॉड्यूल स्थापित करने से प्रति किलोवाट 200 डॉलर तक की शुद्ध बचत हो सकती है, हालांकि छोटी इकाइयों के साथ पैमाने की अर्थव्यवस्थाएं खो जाती हैं।
नई बिजली उत्पादन सुविधाओं के निर्माण के विकल्प के रूप में, उपयोगिताओं ने अपने प्रदर्शन में सुधार करने और अपने सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए मौजूदा पुराने बिजली संयंत्रों को फिर से लगाने का अभ्यास किया है। इस रणनीति में स्वाभाविक रूप से नए स्टेशनों के निर्माण की तुलना में कम पूंजीगत व्यय की आवश्यकता होती है। यह प्रवृत्ति इसलिए भी उचित है क्योंकि लगभग 30 साल पहले बनाए गए बिजली संयंत्र अभी भी नैतिक रूप से अप्रचलित नहीं हैं। कुछ मामलों में, वे उच्च दक्षता के साथ भी काम करते हैं, क्योंकि वे स्क्रबर से लैस नहीं होते हैं। पुराने बिजली संयंत्र देश के ऊर्जा क्षेत्र में बढ़ती हिस्सेदारी हासिल कर रहे हैं। 1970 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में केवल 20 बिजली उत्पादन सुविधाएं 30 वर्ष से अधिक पुरानी थीं। सदी के अंत तक, कोयले से चलने वाले ताप विद्युत संयंत्रों की औसत आयु 30 वर्ष होगी।
उपयोगिताएँ संयंत्र परिचालन लागत को कम करने के तरीकों की भी तलाश कर रही हैं। ऊर्जा के नुकसान को रोकने के लिए, सुविधा के सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्रों के प्रदर्शन में गिरावट की समय पर चेतावनी देना आवश्यक है। इसलिए, घटकों और प्रणालियों की स्थिति की निरंतर निगरानी परिचालन सेवा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बनता जा रहा है। पहनने, क्षरण और क्षरण की प्राकृतिक प्रक्रियाओं की इस तरह की निरंतर निगरानी संयंत्र संचालकों को समय पर उपाय करने और बिजली संयंत्रों की आपातकालीन विफलता को रोकने की अनुमति देती है। इस तरह के उपायों के महत्व का सही आकलन किया जा सकता है यदि हम मानते हैं, उदाहरण के लिए, कि 1000 मेगावाट के कोयले से चलने वाले संयंत्र को जबरन बंद करने से ऊर्जा कंपनी को प्रति दिन $ 1 मिलियन का नुकसान हो सकता है, मुख्यतः क्योंकि असूचित ऊर्जा को मुआवजा दिया जाना चाहिए अधिक महंगे स्रोतों से बिजली की आपूर्ति करके।
कोयले के परिवहन और प्रसंस्करण और राख हटाने की इकाई लागत में वृद्धि ने कोयले की गुणवत्ता (नमी, सल्फर और अन्य खनिजों द्वारा निर्धारित) को थर्मल पावर प्लांट के प्रदर्शन और अर्थशास्त्र को निर्धारित करने में एक महत्वपूर्ण कारक बना दिया है। यद्यपि निम्न-श्रेणी के कोयले की लागत उच्च-श्रेणी के कोयले की तुलना में कम हो सकती है, बिजली की समान मात्रा के उत्पादन के लिए इसकी खपत बहुत अधिक है। अधिक निम्न-श्रेणी के कोयले के परिवहन की लागत इसकी कम कीमत के लाभ की भरपाई कर सकती है। इसके अलावा, निम्न-श्रेणी का कोयला आमतौर पर उच्च-श्रेणी के कोयले की तुलना में अधिक अपशिष्ट उत्पन्न करता है, और इसलिए उच्च राख हटाने की लागत की आवश्यकता होती है। अंत में, निम्न-श्रेणी के कोयले की संरचना बड़े उतार-चढ़ाव के अधीन है, जिससे स्टेशन की ईंधन प्रणाली को अधिकतम संभव दक्षता के साथ काम करने के लिए "ट्यून" करना मुश्किल हो जाता है; इस मामले में, सिस्टम को समायोजित किया जाना चाहिए ताकि यह अपेक्षित सबसे खराब ग्रेड पर काम कर सके।
मौजूदा बिजली संयंत्रों में, दहन से पहले कुछ अशुद्धियों, जैसे सल्फर युक्त खनिजों को हटाकर कोयले की गुणवत्ता में सुधार या कम से कम स्थिर किया जा सकता है। उपचार संयंत्रों में, कुचल "गंदे" कोयले को कई तरह से अशुद्धियों से अलग किया जाता है, विशिष्ट गुरुत्व या कोयले की अन्य भौतिक विशेषताओं और अशुद्धियों में अंतर का लाभ उठाते हुए।
मौजूदा कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों के प्रदर्शन में सुधार के इन प्रयासों के बावजूद, अतिरिक्त 150,000 मेगावाट बिजली क्षमता को संयुक्त राज्य में सदी के अंत तक चालू करने की आवश्यकता होगी यदि बिजली की मांग प्रति वर्ष 2.3% की अपेक्षित दर से बढ़ती है। . लगातार बढ़ते ऊर्जा बाजार में कोयले को प्रतिस्पर्धी बनाए रखने के लिए, उपयोगिताओं को कोयले को जलाने के नए नए तरीकों को अपनाना होगा जो पारंपरिक तरीकों की तुलना में तीन प्रमुख मामलों में अधिक कुशल हैं: कम प्रदूषण, बिजली संयंत्र बनाने में कम समय, और बेहतर प्रदर्शन और प्रदर्शन ....
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| एक तरल परत में कोयला जलाने से बिजली संयंत्र से सहायक उत्सर्जन उपचार संयंत्रों की आवश्यकता कम हो जाती है। बायलर भट्टी में एक वायु प्रवाह द्वारा कोयले और चूना पत्थर के मिश्रण का एक द्रवित तल बनाया जाता है, जिसमें ठोस कण मिश्रित होते हैं और निलंबन में होते हैं, अर्थात वे उबलते तरल की तरह ही व्यवहार करते हैं। अशांत मिश्रण कोयले का पूर्ण दहन सुनिश्चित करता है; इस मामले में, चूना पत्थर के कण सल्फर ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं और इनमें से लगभग 90% ऑक्साइड को फँसाते हैं। चूंकि बॉयलर का हीटिंग मोटे सीधे ईंधन के द्रवित बिस्तर के संपर्क में है, पारंपरिक कोयले से चलने वाले भाप बॉयलरों की तुलना में भाप उत्पादन अधिक कुशल है। इसके अलावा, द्रवित बिस्तर में जलते कोयले का तापमान कम होता है, जो रोकता हैबॉयलर स्लैग को पिघलाना और नाइट्रोजन ऑक्साइड के गठन को कम करना। |
ऑक्सीजन वातावरण में कोयले और पानी के मिश्रण को गर्म करके कोयला गैसीकरण किया जा सकता है। प्रक्रिया का उत्पाद मुख्य रूप से कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन से युक्त गैस है। एक बार जब गैस को ठंडा किया जाता है, डी-सोल्डर किया जाता है और सल्फर से मुक्त किया जाता है, तो इसे गैस टर्बाइन के लिए ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है और फिर भाप टरबाइन (संयुक्त चक्र) के लिए भाप का उत्पादन किया जा सकता है। संयुक्त चक्र संयंत्र पारंपरिक कोयले से चलने वाले थर्मल प्लांट की तुलना में वातावरण में कम प्रदूषकों का उत्सर्जन करता है। |
वर्तमान में, बढ़ी हुई दक्षता और पर्यावरण को कम नुकसान के साथ कोयला दहन के एक दर्जन से अधिक तरीके विकसित किए जा रहे हैं। उनमें से सबसे आशाजनक हैं द्रवित बिस्तर दहन और कोयला गैसीकरण। पहली विधि के अनुसार दहन एक भाप बॉयलर की भट्टी में किया जाता है, जिसे इस तरह से व्यवस्थित किया जाता है कि चूना पत्थर के कणों के साथ मिश्रित कुचल कोयले को एक निलंबित ("छद्म-तरलीकृत") अवस्था में भट्ठी की भट्ठी के ऊपर रखा जाता है। एक शक्तिशाली आरोही वायु प्रवाह द्वारा। निलंबित कण अनिवार्य रूप से उसी तरह व्यवहार करते हैं जैसे उबलते तरल में, यानी वे अशांत गति में होते हैं, जो दहन प्रक्रिया की उच्च दक्षता सुनिश्चित करता है। ऐसे बॉयलर के पानी के पाइप जलते हुए ईंधन के "द्रवयुक्त बिस्तर" के सीधे संपर्क में होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गर्मी का एक बड़ा हिस्सा तापीय चालकता द्वारा स्थानांतरित किया जाता है, जो एक में विकिरण और संवहनी गर्मी हस्तांतरण की तुलना में बहुत अधिक कुशल है। पारंपरिक भाप बॉयलर।
एक फायरबॉक्स के साथ एक बॉयलर, जहां एक द्रवित बिस्तर में कोयले को निकाल दिया जाता है, एक पारंपरिक बॉयलर की तुलना में गर्मी हस्तांतरण पाइप सतहों का एक बड़ा क्षेत्र होता है जो चूर्णित कोयले पर चलता है, जो भट्ठी में तापमान को कम करने की अनुमति देता है और इस तरह गठन को कम करता है नाइट्रोजन के आक्साइड की। (यदि एक पारंपरिक बॉयलर में तापमान 1650 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो सकता है, तो एक द्रवित बिस्तर में दहन वाले बॉयलर में यह 780-870 डिग्री सेल्सियस की सीमा में होता है।) इसके अलावा, कोयले के साथ मिश्रित चूना पत्थर 90 या अधिक प्रतिशत बांधता है दहन के दौरान कोयले से निकलने वाले सल्फर का, क्योंकि कम परिचालन तापमान सल्फर और चूना पत्थर के बीच सल्फाइट या कैल्शियम सल्फेट बनाने की प्रतिक्रिया को बढ़ावा देता है। इस प्रकार, कोयले के दहन के दौरान बनने वाले पर्यावरण के लिए हानिकारक पदार्थ, गठन के स्थान पर, अर्थात् भट्टी में निष्प्रभावी हो जाते हैं।
इसके अलावा, एक द्रवीकृत बिस्तर बॉयलर अपने डिजाइन और संचालन सिद्धांत के संदर्भ में कोयले की गुणवत्ता में उतार-चढ़ाव के प्रति कम संवेदनशील होता है। एक पारंपरिक चूर्णित कोयला बॉयलर की भट्टी में, बड़ी मात्रा में पिघला हुआ स्लैग बनता है, जो अक्सर गर्मी हस्तांतरण सतहों को बंद कर देता है और जिससे बॉयलर की दक्षता और विश्वसनीयता कम हो जाती है। द्रवित बेड बॉयलर में, कोयले को स्लैग के गलनांक से नीचे के तापमान पर जलाया जाता है, और इसलिए स्लैग के साथ हीटिंग सतहों को बंद करने की समस्या उत्पन्न नहीं होती है। ऐसे बॉयलर कम गुणवत्ता वाले कोयले पर काम कर सकते हैं, जो कुछ मामलों में परिचालन लागत को काफी कम कर सकते हैं।
कम भाप उत्पादन वाले मॉड्यूलर बॉयलरों में द्रवित बिस्तर दहन विधि आसानी से लागू की जाती है। कुछ अनुमानों के अनुसार, एक तरलीकृत बिस्तर के सिद्धांत पर काम करने वाले कॉम्पैक्ट बॉयलर वाले थर्मल पावर प्लांट में निवेश समान क्षमता के पारंपरिक थर्मल पावर प्लांट में निवेश से 10-20% कम हो सकता है। निर्माण समय को कम करके बचत हासिल की जाती है। इसके अलावा, ऐसे स्टेशन की क्षमता को विद्युत भार में वृद्धि के साथ आसानी से बढ़ाया जा सकता है, जो उन मामलों के लिए महत्वपूर्ण है जब भविष्य में इसकी वृद्धि पहले से ज्ञात नहीं है। नियोजन समस्या को भी सरल बनाया गया है, क्योंकि बिजली उत्पादन बढ़ाने के लिए आवश्यकता पड़ने पर ऐसी कॉम्पैक्ट इकाइयों को जल्दी से इकट्ठा किया जा सकता है।
द्रवीकृत बिस्तर बॉयलरों को मौजूदा बिजली संयंत्रों में भी शामिल किया जा सकता है जब उत्पादन क्षमता को तेजी से बढ़ाने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, ऊर्जा कंपनी नॉर्दर्न स्टेट्स पावर ने स्टेशन पर चूर्णित कोयला बॉयलरों में से एक को पीसी में परिवर्तित किया। एक द्रवित बिस्तर बॉयलर में मिनेसोटा। बिजली संयंत्र की शक्ति को 40% तक बढ़ाने, ईंधन की गुणवत्ता के लिए आवश्यकताओं को कम करने (बॉयलर स्थानीय कचरे पर भी काम कर सकता है), उत्सर्जन की अधिक गहन सफाई और सेवा जीवन को लंबा करने के लिए परिवर्तन किया गया था। 40 साल तक का स्टेशन।
पिछले 15 वर्षों में, विशेष रूप से द्रवीकृत बेड बॉयलरों से सुसज्जित ताप विद्युत संयंत्रों में उपयोग की जाने वाली तकनीक का विस्तार छोटे पायलट और पायलट संयंत्रों से लेकर बड़े "प्रदर्शन" संयंत्रों तक हो गया है। 160 मेगावाट की कुल क्षमता वाला ऐसा संयंत्र टेनेसी वैली अथॉरिटी, ड्यूक पावर और कॉमनवेल्थ ऑफ केंटकी द्वारा संयुक्त रूप से बनाया जा रहा है; कोलोराडो-यूटी इलेक्ट्रिक एसोसिएशन, इंक। फ्लुइडाइज्ड बेड बॉयलरों के साथ 110 मेगावाट बिजली उत्पादन इकाई शुरू की। यदि ये दो परियोजनाएं सफल होती हैं, और नॉर्दर्न स्टेट्स पावर, एक निजी क्षेत्र का संयुक्त उद्यम, जिसकी संयुक्त पूंजी लगभग $ 400 मिलियन है, तो बिजली उद्योग में द्रवित बेड बॉयलरों के उपयोग से जुड़े आर्थिक जोखिम में काफी कमी आएगी।
एक अन्य विधि, जो, हालांकि, 19 वीं शताब्दी के मध्य में पहले से ही एक सरल रूप में मौजूद थी, "विशुद्ध रूप से जलती हुई" गैस का उत्पादन करने के लिए कोयले का गैसीकरण है। ऐसी गैस प्रकाश और हीटिंग के लिए उपयुक्त है और संयुक्त राज्य अमेरिका में द्वितीय विश्व युद्ध तक व्यापक रूप से उपयोग की जाती थी, जब इसे प्राकृतिक गैस से बदल दिया गया था।
प्रारंभ में, कोयला गैसीकरण ने ऊर्जा कंपनियों का ध्यान आकर्षित किया, जिन्होंने इस पद्धति का उपयोग बिना अपशिष्ट के जलने वाले ईंधन को प्राप्त करने के लिए किया और इस तरह स्क्रबिंग को समाप्त कर दिया। अब यह स्पष्ट हो गया है कि कोयला गैसीकरण का और भी महत्वपूर्ण लाभ है: जनरेटर गैस के गर्म दहन उत्पादों का उपयोग सीधे गैस टर्बाइनों को चलाने के लिए किया जा सकता है। बदले में, गैस टरबाइन के बाद दहन उत्पादों की अपशिष्ट गर्मी का उपयोग भाप टरबाइन चलाने के लिए भाप प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। गैस और भाप टर्बाइनों का यह संयुक्त उपयोग, जिसे संयुक्त चक्र कहा जाता है, अब विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के सबसे कुशल तरीकों में से एक है।
कोयले के गैसीकरण से प्राप्त गैस और सल्फर और पार्टिकुलेट मैटर से मुक्त गैस टर्बाइनों के लिए एक उत्कृष्ट ईंधन है और प्राकृतिक गैस की तरह, लगभग बिना किसी अपशिष्ट के जलती है। संयुक्त चक्र की उच्च दक्षता कोयले के गैस में परिवर्तन से जुड़े अपरिहार्य नुकसान की भरपाई करती है। इसके अलावा, संयुक्त चक्र संयंत्र काफी कम पानी की खपत करता है, क्योंकि दो-तिहाई क्षमता एक गैस टरबाइन द्वारा विकसित की जाती है, जिसे भाप टरबाइन के विपरीत पानी की आवश्यकता नहीं होती है।
कोयला गैसीकरण संयुक्त चक्र बिजली संयंत्रों की व्यवहार्यता दक्षिणी कैलिफोर्निया एडिसन कूल वाटर प्लांट द्वारा सिद्ध की गई है। लगभग 100 मेगावाट की क्षमता वाले इस स्टेशन को मई 1984 में चालू किया गया था। यह विभिन्न प्रकार के कोयले पर काम कर सकता है। शुद्धता के मामले में स्टेशन से उत्सर्जन पड़ोसी प्राकृतिक गैस स्टेशन से अलग नहीं है। ग्रिप गैसों में सल्फर ऑक्साइड को एक सहायक सल्फर रिकवरी सिस्टम द्वारा लक्ष्य से काफी नीचे रखा जाता है जो फ़ीड ईंधन में लगभग सभी सल्फर को हटा देता है और औद्योगिक उद्देश्यों के लिए शुद्ध सल्फर का उत्पादन करता है। दहन से पहले गैस में पानी मिलाने से नाइट्रोजन ऑक्साइड के निर्माण को रोका जाता है, जिससे गैस का दहन तापमान कम हो जाता है। इसके अलावा, गैसीफायर में बचे हुए बिना जले कोयले को फिर से पिघलाया जाता है और एक अक्रिय कांच के पदार्थ में परिवर्तित किया जाता है, जो ठंडा होने के बाद, कैलिफोर्निया ठोस अपशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करता है।
उच्च दक्षता और कम पर्यावरण प्रदूषण के अलावा, संयुक्त चक्र संयंत्रों का एक और फायदा है: उन्हें कई चरणों में बनाया जा सकता है, ताकि ब्लॉकों में स्थापित क्षमता को बढ़ाया जा सके। निर्माण में यह लचीलापन बिजली की मांग में वृद्धि की अनिश्चितता से जुड़े अधिक या कम निवेश के जोखिम को कम करता है। उदाहरण के लिए, स्थापित क्षमता का पहला चरण गैस टर्बाइनों पर काम कर सकता है, और इन उत्पादों की मौजूदा कीमतें कम होने पर ईंधन के रूप में कोयले के बजाय तेल या प्राकृतिक गैस का उपयोग कर सकते हैं। फिर, जैसे-जैसे बिजली की मांग बढ़ती है, एक वेस्ट-हीट बॉयलर और एक स्टीम टर्बाइन अतिरिक्त रूप से चालू होते हैं, जिससे न केवल क्षमता बढ़ेगी, बल्कि स्टेशन की दक्षता भी बढ़ेगी। इसके बाद जब फिर से बिजली की मांग बढ़ेगी तो स्टेशन पर कोयला गैसीकरण इकाई का निर्माण संभव होगा।
प्राकृतिक संसाधनों के संरक्षण, पर्यावरण की रक्षा और अर्थव्यवस्था के विकास के तरीकों की बात करें तो कोयले से चलने वाले थर्मल पावर प्लांट की भूमिका एक महत्वपूर्ण विषय है। समस्या के ये पहलू आवश्यक रूप से परस्पर विरोधी नहीं हैं। कोयले के दहन की नई तकनीकी प्रक्रियाओं का उपयोग करने के अनुभव से पता चलता है कि वे पर्यावरण संरक्षण की समस्याओं को सफलतापूर्वक और एक साथ हल कर सकते हैं और बिजली की लागत को कम कर सकते हैं। पिछले साल जारी एसिड रेन पर संयुक्त यूएस-कनाडाई रिपोर्ट में इस सिद्धांत को ध्यान में रखा गया था। रिपोर्ट में निहित प्रस्तावों द्वारा निर्देशित, अमेरिकी कांग्रेस वर्तमान में "स्वच्छ" कोयला दहन प्रक्रियाओं को प्रदर्शित करने और उपयोग करने के लिए एक सामान्य राष्ट्रीय पहल स्थापित करने पर विचार कर रही है। पहल, जो निजी पूंजी को संघीय निवेश के साथ जोड़ती है, का उद्देश्य 1990 के दशक में द्रवित बिस्तर बॉयलर और गैस जनरेटर सहित नई कोयला दहन प्रक्रियाओं का व्यावसायीकरण करना है। हालांकि, निकट भविष्य में नई कोयला दहन प्रक्रियाओं के व्यापक उपयोग के साथ, बिजली की बढ़ती मांग को बिजली के संरक्षण, इसकी खपत को विनियमित करने और मौजूदा ताप विद्युत संयंत्रों की उत्पादकता बढ़ाने के लिए समन्वित उपायों की एक पूरी श्रृंखला के बिना संतुष्ट नहीं किया जा सकता है। पारंपरिक सिद्धांत। आर्थिक और पर्यावरणीय मुद्दे जो लगातार एजेंडे में हैं, पूरी तरह से नए तकनीकी विकास की ओर ले जाने की संभावना है जो यहां वर्णित लोगों से मौलिक रूप से अलग हैं। भविष्य में, कोयले से चलने वाले थर्मल पावर प्लांट प्राकृतिक संसाधनों के प्रसंस्करण के लिए जटिल उद्यमों में बदल सकते हैं। ऐसे उद्यम स्थानीय ईंधन और अन्य प्राकृतिक संसाधनों को संसाधित करेंगे और स्थानीय अर्थव्यवस्था की जरूरतों को ध्यान में रखते हुए बिजली, गर्मी और विभिन्न उत्पादों का उत्पादन करेंगे। द्रवीकृत बेड बॉयलर और कोयला गैसीकरण संयंत्रों के अलावा, ऐसे संयंत्र इलेक्ट्रॉनिक तकनीकी निदान और स्वचालित नियंत्रण प्रणाली से लैस होंगे और इसके अलावा, यह कोयले के दहन के अधिकांश उप-उत्पादों का उपयोग करने के लिए उपयोगी होगा।
इस प्रकार, कोयला आधारित बिजली उत्पादन के आर्थिक और पर्यावरणीय कारकों में सुधार के अवसर बहुत व्यापक हैं। हालांकि, इन अवसरों का समय पर उपयोग संतुलित ऊर्जा और पर्यावरण नीतियों को लागू करने की सरकार की क्षमता पर निर्भर करता है जो बिजली उद्योग के लिए आवश्यक प्रोत्साहन पैदा करते हैं। यह सुनिश्चित करने के लिए उपाय करना आवश्यक है कि नई कोयला दहन प्रक्रियाओं को ऊर्जा कंपनियों के सहयोग से विकसित और कार्यान्वित किया जाए, न कि जैसा कि स्क्रबर गैस सफाई की शुरुआत के साथ हुआ था। यह सब प्राप्त किया जा सकता है यदि विकसित प्रणालियों के व्यापक औद्योगिक कार्यान्वयन के बाद छोटे पायलट प्रयोगात्मक सुविधाओं के सुविचारित डिजाइन, परीक्षण और सुधार के माध्यम से लागत और जोखिम को कम किया जाता है।
23 मार्च, 2013
एक बार, जब हम पूर्व से शानदार शहर चेबोक्सरी में चले गए, तो मेरी पत्नी ने राजमार्ग के किनारे दो विशाल टावरों को देखा। "और वो क्या है?" उसने पूछा। चूँकि मैं अपनी पत्नी को अपनी अज्ञानता नहीं दिखाना चाहता था, मैंने अपनी स्मृति में थोड़ी अफवाह उड़ाई और एक विजयी दी: "यह एक कूलिंग टॉवर है, क्या आप नहीं जानते?"। वह थोड़ी शर्मिंदा थी: "वे किस लिए हैं?" "ठीक है, वहाँ कुछ ठंडा करने के लिए, ऐसा लगता है।" "और क्या?"। तब मैं शर्मिंदा था, क्योंकि मुझे बिल्कुल नहीं पता था कि आगे कैसे निकलना है।
हो सकता है कि स्मृति में यह प्रश्न हमेशा के लिए अनुत्तरित रह गया हो, लेकिन चमत्कार होते हैं। इस घटना के कुछ महीने बाद, मुझे अपने मित्र फ़ीड में एक पोस्ट दिखाई दे रही है z_alexey चेबोक्सरी सीएचपीपी -2 में जाने के इच्छुक ब्लॉगर्स की भर्ती के बारे में, वही जो हमने सड़क से देखा था। आपको अपनी सभी योजनाओं में भारी बदलाव करना होगा, ऐसा मौका चूकना अक्षम्य होगा!
तो सीएचपी क्या है?
यह सीएचपी संयंत्र का दिल है, और यहीं पर मुख्य क्रिया होती है। बॉयलर में प्रवेश करने वाली गैस जल जाती है, जिससे अत्यधिक मात्रा में ऊर्जा निकलती है। "शुद्ध जल" भी यहाँ परोसा जाता है। गर्म करने के बाद, यह भाप में बदल जाता है, अधिक सटीक रूप से सुपरहिटेड स्टीम में, जिसमें 560 डिग्री का आउटलेट तापमान और 140 वायुमंडल का दबाव होता है। हम इसे "शुद्ध भाप" भी कहेंगे क्योंकि यह तैयार पानी से बनता है।
भाप के अलावा, हमारे पास एक निकास आउटलेट भी है। अधिकतम क्षमता पर, सभी पांच बॉयलर प्रति सेकंड लगभग 60 घन मीटर प्राकृतिक गैस की खपत करते हैं! दहन उत्पादों को हटाने के लिए, एक गैर-बचकाना "चिमनी" की आवश्यकता होती है। और यह भी उपलब्ध है।
250 मीटर की ऊंचाई को देखते हुए पाइप को शहर के लगभग किसी भी इलाके से देखा जा सकता है। मुझे संदेह है कि यह चेबोक्सरी की सबसे ऊंची इमारत है।
पास में थोड़ा छोटा पाइप है। फिर से रिजर्व करें।
यदि सीएचपी संयंत्र को कोयले से जलाया जाता है, तो अतिरिक्त निकास उपचार की आवश्यकता होती है। लेकिन हमारे मामले में, इसकी आवश्यकता नहीं है, क्योंकि प्राकृतिक गैस का उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है।
बॉयलर और टर्बाइन की दुकान के दूसरे खंड में बिजली पैदा करने वाली इकाइयाँ हैं।
उनमें से चार चेबोक्सरी सीएचपीपी -2 के इंजन कक्ष में स्थापित हैं, जिनकी कुल क्षमता 460 मेगावाट (मेगावाट) है। यह वह जगह है जहां बॉयलर रूम से सुपरहिटेड स्टीम खिलाया जाता है। वह, भारी दबाव में, टर्बाइन ब्लेड में भेजा जाता है, जिससे तीस टन रोटर को 3000 आरपीएम की गति से घूमने के लिए मजबूर किया जाता है।
स्थापना में दो भाग होते हैं: टरबाइन स्वयं, और एक जनरेटर जो बिजली उत्पन्न करता है।
और यहाँ टर्बाइन रोटर कैसा दिखता है।
गेज और गेज हर जगह हैं।
आपात स्थिति में टर्बाइन और बॉयलर दोनों को तत्काल रोका जा सकता है। इसके लिए, विशेष वाल्व हैं जो एक सेकंड के एक अंश में भाप या ईंधन की आपूर्ति को बंद कर सकते हैं।
मुझे आश्चर्य है कि क्या औद्योगिक परिदृश्य या औद्योगिक चित्र जैसी कोई चीज है? यहां सुंदरता है।
कमरे में भयानक शोर है, और पड़ोसी को सुनने के लिए, आपको अपनी सुनवाई पर जोर देना होगा। इसके अलावा यह बहुत गर्म है। मैं अपना हेलमेट उतारना चाहता हूं और एक टी-शर्ट उतारना चाहता हूं, लेकिन ऐसा नहीं किया जा सकता। सुरक्षा कारणों से, सीएचपी में छोटी आस्तीन वाले कपड़े प्रतिबंधित हैं, बहुत अधिक गर्म पाइप हैं।
ज्यादातर समय, वर्कशॉप खाली रहती है, लोग यहां हर दो घंटे में एक बार एक चक्कर के दौरान दिखाई देते हैं। और उपकरण संचालन को मुख्य नियंत्रण बोर्ड (बॉयलर और टर्बाइन के लिए समूह नियंत्रण पैनल) से नियंत्रित किया जाता है।
ऐसा दिखता है ड्यूटी ऑफिसर का ऑफिस।
चारों ओर सैकड़ों बटन हैं।
और दर्जनों सेंसर।
मैकेनिकल हैं, इलेक्ट्रॉनिक हैं।
यह हमारा भ्रमण है, और लोग काम कर रहे हैं।
कुल मिलाकर, बॉयलर और टरबाइन की दुकान के बाद, आउटपुट पर हमारे पास बिजली और भाप है जो आंशिक रूप से ठंडा हो गया है और इसका कुछ दबाव खो गया है। बिजली आसान लगती है। विभिन्न जनरेटर से आउटपुट वोल्टेज 10 से 18 kV (किलोवोल्ट) तक हो सकता है। ब्लॉक ट्रांसफार्मर की मदद से, यह 110 केवी तक बढ़ जाता है, और फिर बिजली लाइनों (पावर लाइनों) का उपयोग करके लंबी दूरी पर बिजली का संचार किया जा सकता है।
शेष "शुद्ध भाप" को किनारे पर जाने देना लाभहीन है। चूंकि यह "शुद्ध पानी" से बनता है, जिसका उत्पादन एक जटिल और महंगी प्रक्रिया है, इसे ठंडा करना और इसे बॉयलर में वापस करना अधिक समीचीन है। तो एक दुष्चक्र में। लेकिन इसकी मदद से और हीट एक्सचेंजर्स की मदद से आप पानी गर्म कर सकते हैं या सेकेंडरी स्टीम बना सकते हैं, जिसे आसानी से थर्ड पार्टी उपभोक्ताओं को बेचा जा सकता है।
सामान्य तौर पर, यह इस तरह है कि हम अपने घरों में सामान्य आराम और आराम के साथ गर्मी और बिजली प्राप्त करते हैं।
ओह हां। और कूलिंग टावर किस लिए हैं?
यह पता चला है कि सब कुछ बहुत सरल है। शेष "शुद्ध भाप" को ठंडा करने के लिए, बॉयलर को नई आपूर्ति से पहले, सभी समान ताप विनिमायकों का उपयोग किया जाता है। इसे औद्योगिक पानी की मदद से ठंडा किया जाता है, CHPP-2 में इसे सीधे वोल्गा से लिया जाता है। इसके लिए किसी विशेष प्रशिक्षण की आवश्यकता नहीं होती है और इसका पुन: उपयोग भी किया जा सकता है। हीट एक्सचेंजर से गुजरने के बाद, प्रक्रिया का पानी गर्म होता है और कूलिंग टावरों में चला जाता है। वहाँ यह एक पतली फिल्म में नीचे बहती है या बूंदों के रूप में नीचे गिरती है और पंखे द्वारा बनाई गई हवा के प्रतिप्रवाह के कारण ठंडी हो जाती है। और इजेक्शन कूलिंग टावर्स में विशेष नोजल का उपयोग करके पानी का छिड़काव किया जाता है। किसी भी मामले में, मुख्य शीतलन पानी के एक छोटे से हिस्से के वाष्पीकरण के कारण होता है। ठंडा पानी कूलिंग टावरों को एक विशेष चैनल के माध्यम से छोड़ता है, जिसके बाद एक पंपिंग स्टेशन की मदद से इसे पुन: उपयोग के लिए भेजा जाता है।
एक शब्द में, बॉयलर-टरबाइन सिस्टम में चल रहे भाप को ठंडा करने वाले पानी को ठंडा करने के लिए कूलिंग टावरों की आवश्यकता होती है।
सीएचपीपी का सारा काम मुख्य नियंत्रण बोर्ड द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
हर समय एक कर्तव्य अधिकारी होता है।
सभी ईवेंट लॉग किए गए हैं।
मुझे रोटी मत खिलाओ, मुझे बटन और सेंसर की तस्वीर लेने दो ...
इस पर लगभग सब कुछ। अंत में, स्टेशन की कुछ तस्वीरें हैं।
यह एक पुराना, अब काम नहीं करने वाला पाइप है। सबसे अधिक संभावना है कि इसे जल्द ही ध्वस्त कर दिया जाएगा।
कंपनी में काफी चहल-पहल है।
यहां उन्हें अपने कर्मचारियों पर गर्व है।
और उनकी उपलब्धियां।
ऐसा लगता है कि यह व्यर्थ नहीं है ...
यह जोड़ना बाकी है, जैसा कि एक मजाक में है - "मुझे नहीं पता कि ये ब्लॉगर कौन हैं, लेकिन उनके गाइड टीजीके -5 ओजेएससी, आईईएस होल्डिंग - एसवी डोबरोव के मारी एल और चुवाशिया में शाखा के निदेशक हैं।"
साथ में थाना निदेशक एस.डी. स्टोलियारोव।
अतिशयोक्ति के बिना, वे अपने क्षेत्र में वास्तविक पेशेवर हैं।
और निश्चित रूप से, एक सुव्यवस्थित दौरे के लिए कंपनी की प्रेस सेवा का प्रतिनिधित्व करने वाली इरीना रोमानोवा को बहुत-बहुत धन्यवाद।
एक संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र (सीएचपी) के संचालन का सिद्धांत जल वाष्प की अनूठी संपत्ति पर आधारित है - गर्मी वाहक होने के लिए। गर्म अवस्था में, दबाव में, यह ऊर्जा के एक शक्तिशाली स्रोत में बदल जाता है जो थर्मल पावर प्लांट (टीपीपी) के टर्बाइनों को चलाता है - भाप के इतने दूर के युग की विरासत।
पहला थर्मल पावर प्लांट न्यूयॉर्क शहर में पर्ल स्ट्रीट (मैनहट्टन) पर 1882 में बनाया गया था। पहले रूसी थर्मल स्टेशन का जन्मस्थान, एक साल बाद सेंट पीटर्सबर्ग बन गया। यह अजीब लग सकता है, लेकिन हमारे उच्च प्रौद्योगिकियों के युग में भी, थर्मल पावर प्लांटों को पूर्ण प्रतिस्थापन नहीं मिला है: वैश्विक ऊर्जा क्षेत्र में उनकी हिस्सेदारी 60% से अधिक है।
और इसके लिए एक सरल व्याख्या है, जिसमें तापीय ऊर्जा के फायदे और नुकसान शामिल हैं। इसका "रक्त" - जीवाश्म ईंधन - कोयला, ईंधन तेल, तेल शेल, पीट और प्राकृतिक गैस अभी भी अपेक्षाकृत उपलब्ध हैं, और उनके भंडार काफी बड़े हैं।
बड़ा नुकसान यह है कि ईंधन के दहन के उत्पाद पर्यावरण को गंभीर नुकसान पहुंचाते हैं। और प्राकृतिक पेंट्री एक दिन पूरी तरह से समाप्त हो जाएगी, और हजारों थर्मल पावर प्लांट हमारी सभ्यता के जंग खाए हुए "स्मारकों" में बदल जाएंगे।
संचालन का सिद्धांत
आरंभ करने के लिए, यह "सीएचपी" और "टीपीपी" शब्दों पर निर्णय लेने योग्य है। सरल शब्दों में, वे बहनें हैं। "क्लीन" थर्मल पावर प्लांट - टीपीपी को विशेष रूप से बिजली के उत्पादन के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका दूसरा नाम "संघनक बिजली संयंत्र" - आईईएस है।
संयुक्त ताप और विद्युत संयंत्र - सीएचपी एक प्रकार का ताप विद्युत संयंत्र है। बिजली पैदा करने के अलावा, यह केंद्रीय हीटिंग सिस्टम और घरेलू जरूरतों के लिए गर्म पानी की आपूर्ति करता है।
सीएचपी संयंत्र की संचालन योजना काफी सरल है। ईंधन और गर्म हवा - एक ऑक्सीकरण एजेंट - एक ही समय में भट्ठी में प्रवेश करें। रूसी ताप विद्युत संयंत्रों में सबसे आम ईंधन कुचल कोयला है। कोयले की धूल के दहन से निकलने वाली गर्मी बॉयलर में प्रवेश करने वाले पानी को भाप में बदल देती है, जिसे बाद में भाप टरबाइन के दबाव में खिलाया जाता है। भाप की एक शक्तिशाली धारा इसे घूमने का कारण बनती है, जनरेटर रोटर को चलाती है, जो यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती है।
इसके अलावा, भाप, जो पहले से ही अपने मूल मापदंडों - तापमान और दबाव को काफी खो चुकी है - कंडेनसर में प्रवेश करती है, जहां एक ठंडे "पानी की बौछार" के बाद यह फिर से पानी बन जाता है। फिर कंडेनसेट पंप इसे पुनर्योजी हीटर और फिर बहरे को स्थानांतरित करता है। वहां, पानी गैसों से मुक्त होता है - ऑक्सीजन और सीओ 2, जो जंग का कारण बन सकता है। उसके बाद, पानी को भाप से दोबारा गर्म किया जाता है और बॉयलर को वापस खिलाया जाता है।
गर्मी की आपूर्ति
दूसरा, सीएचपी का कोई कम महत्वपूर्ण कार्य आस-पास की बस्तियों में और घरेलू उपयोग के लिए केंद्रीय हीटिंग सिस्टम के लिए गर्म पानी (भाप) प्रदान करना है। विशेष हीटरों में, ठंडे पानी को गर्मियों में 70 डिग्री और सर्दियों में 120 डिग्री तक गर्म किया जाता है, जिसके बाद इसे नेटवर्क पंपों द्वारा आम मिक्सिंग चेंबर में पंप किया जाता है और फिर हीटिंग मेन सिस्टम के माध्यम से उपभोक्ताओं को आपूर्ति की जाती है। सीएचपीपी में पानी की आपूर्ति लगातार भर दी जाती है।
TPPs गैस पर कैसे कार्य करते हैं
कोयले से चलने वाले सीएचपीपी की तुलना में, टीपीपी जहां गैस टरबाइन इकाइयाँ स्थापित हैं, वे अधिक कॉम्पैक्ट और पर्यावरण के अनुकूल हैं। यह कहने के लिए पर्याप्त है कि ऐसे स्टेशन को स्टीम बॉयलर की आवश्यकता नहीं है। एक गैस टरबाइन संयंत्र अनिवार्य रूप से एक ही टर्बोजेट विमान इंजन है, जहां, इसके विपरीत, जेट स्ट्रीम वायुमंडल में उत्सर्जित नहीं होती है, बल्कि जनरेटर रोटर को घुमाती है। इसी समय, दहन उत्पादों का उत्सर्जन न्यूनतम है।
कोयला दहन के लिए नई प्रौद्योगिकियां
आधुनिक सीएचपी संयंत्रों की दक्षता 34% तक सीमित है। अधिकांश ताप विद्युत संयंत्र अभी भी कोयले पर चलते हैं, जिसे काफी सरलता से समझाया जा सकता है - पृथ्वी पर कोयले का भंडार अभी भी बहुत बड़ा है, इसलिए उत्पन्न बिजली की कुल मात्रा में थर्मल पावर प्लांट का हिस्सा लगभग 25% है।
कोयले को जलाने की प्रक्रिया व्यावहारिक रूप से कई दशकों से अपरिवर्तित रही है। हालाँकि, यहाँ नई तकनीकें भी आईं।
इस पद्धति की ख़ासियत यह है कि कोयले की धूल के दहन में हवा के बजाय हवा से निकलने वाली शुद्ध ऑक्सीजन का उपयोग ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में किया जाता है। नतीजतन, एक हानिकारक अशुद्धता - NOx - को ग्रिप गैसों से हटा दिया जाता है। शेष हानिकारक अशुद्धियों को शुद्धिकरण के कई चरणों की प्रक्रिया में फ़िल्टर किया जाता है। आउटलेट पर शेष सीओ 2 को उच्च दबाव में कंटेनरों में पंप किया जाता है और इसे 1 किमी की गहराई पर दफन किया जाना चाहिए।
ऑक्सीफ्यूल कैप्चर विधि
यहाँ भी कोयले को जलाते समय शुद्ध ऑक्सीजन का उपयोग ऑक्सीकारक के रूप में किया जाता है। केवल पिछली विधि के विपरीत, दहन के समय भाप उत्पन्न होती है, जो टरबाइन को घुमाने के लिए प्रेरित करती है। फिर राख और सल्फर ऑक्साइड को ग्रिप गैसों से हटा दिया जाता है, ठंडा और संक्षेपण किया जाता है। शेष कार्बन डाइऑक्साइड 70 वायुमंडल के दबाव में एक तरल अवस्था में परिवर्तित हो जाती है और भूमिगत हो जाती है।
पूर्व-दहन विधि
कोयले को "सामान्य" मोड में जलाया जाता है - हवा के साथ मिश्रित बॉयलर में। उसके बाद राख और SO2 - सल्फर ऑक्साइड को हटा दिया जाता है। इसके अलावा, सीओ 2 को एक विशेष तरल शोषक का उपयोग करके हटा दिया जाता है, जिसके बाद इसे दफन करके निपटाया जाता है।
दुनिया के पांच सबसे शक्तिशाली ताप विद्युत संयंत्र
चैंपियनशिप चीनी TPP Tuoketuo से संबंधित है जिसकी क्षमता 6,600 MW (5 en / bl। X 1200 MW) है, जो 2.5 वर्ग मीटर के क्षेत्र में है। किमी. इसके बाद उसका "हमवतन" - ताइचझुन टीपीपी 5824 मेगावाट की क्षमता वाला है। तीनों नेताओं को रूस में सबसे बड़े सर्गुत्सकाया जीआरईएस -2 - 5597.1 मेगावाट द्वारा बंद कर दिया गया है। चौथा स्थान पोलिश बेलचतुवस्काया टीपीपी - 5354 मेगावाट, और पांचवां - फुत्सु सीसीजीटी पावर प्लांट (जापान) - 5040 मेगावाट की क्षमता वाला गैस से चलने वाला टीपीपी है।
कल तक, मेरे दिमाग में, कोयले से चलने वाले सभी बिजली संयंत्र लगभग एक जैसे थे और हॉरर फिल्मों के आदर्श सेट का प्रतिनिधित्व करते थे। समय-समय पर काले रंग की संरचनाओं के साथ, बॉयलर इकाइयां, टर्बाइन, लाखों अलग-अलग पाइप और उनकी चालाक कोयले की धूल की एक उदार परत के साथ इंटरविविंग। दुर्लभ श्रमिक, खनिकों की तरह, हरी गैस लैंप की खराब रोशनी में, कुछ जटिल इकाइयों की मरम्मत कर रहे हैं, यहाँ और वहाँ, फुफकार, भाप के बादल और धुएँ फूटते हैं, गहरे रंग के गारे के घने पोखर फर्श पर बिखरे हुए हैं, कुछ टपक रहा है हर जगह। इस तरह मैंने कोयला स्टेशनों को देखा और सोचा कि उनका शतक पहले ही निकल चुका है। गैस भविष्य है, मैंने सोचा।
यह बिल्कुल नहीं निकलता है।
कल मैंने तुला क्षेत्र में चेरेपेत्सकाया जीआरईएस में कोयले से चलने वाली नवीनतम बिजली इकाई का दौरा किया। यह पता चला है कि आधुनिक कोयला स्टेशन बिल्कुल भी गंदे नहीं हैं, और उनकी चिमनियों से निकलने वाला धुआँ न तो गाढ़ा होता है और न ही काला।
1. जीआरईएस के संचालन के सिद्धांत के बारे में कुछ शब्द... पंपों की मदद से बॉयलर को उच्च दबाव में पानी, ईंधन और वायुमंडलीय हवा की आपूर्ति की जाती है। बॉयलर भट्ठी में दहन प्रक्रिया होती है - ईंधन की रासायनिक ऊर्जा गर्मी में परिवर्तित हो जाती है। बॉयलर के अंदर स्थित एक पाइप सिस्टम से पानी बहता है।
2. दहनशील ईंधन गर्मी का एक शक्तिशाली स्रोत है, जिसे पानी में स्थानांतरित किया जाता है, जिसे क्वथनांक तक गर्म किया जाता है और वाष्पित हो जाता है। एक ही बॉयलर में परिणामी भाप को क्वथनांक से ऊपर, लगभग 540 ° C तक गर्म किया जाता है, और 13-24 MPa के उच्च दबाव में भाप टरबाइन को एक या कई पाइपलाइनों के माध्यम से खिलाया जाता है।
3. स्टीम टर्बाइन, जनरेटर और एक्साइटर पूरे टर्बाइन यूनिट को बनाते हैं। भाप टरबाइन में, भाप बहुत कम दबाव (वायुमंडलीय दबाव से लगभग 20 गुना कम) तक फैलती है, और उच्च तापमान भाप के लिए संपीड़ित और गर्म की संभावित ऊर्जा टरबाइन रोटर के घूर्णन की गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। टरबाइन गति में एक विद्युत जनरेटर सेट करता है, जो जनरेटर रोटर के घूर्णन की गतिज ऊर्जा को विद्युत प्रवाह में परिवर्तित करता है।
4. पानी का सेवन सीधे चेरेपेत्स्क जलाशय से किया जाता है।
5. पानी रासायनिक उपचार और गहरे विलवणीकरण से गुजरता है ताकि उपकरण की आंतरिक सतहों पर जमा भाप बॉयलर और टर्बाइन में दिखाई न दे।
6. कोयला और ईंधन तेल रेल द्वारा स्टेशन तक पहुँचाया जाता है।
7. एक खुले कोयला गोदाम में, लोडिंग क्रेन अनलोडिंग वैगन हैं। फिर बड़ा खेल में आता है, जिसे कन्वेयर को खिलाया जाता है।
8. कोयले की प्रारंभिक पेराई और बाद में चूर्णीकरण के लिए कोयला इस प्रकार क्रशिंग प्लांट के वर्गों में जाता है। कोयले की धूल और हवा के मिश्रण के रूप में कोयले को बॉयलर में ही डाला जाता है।
10. बॉयलर प्लांट मुख्य भवन के बॉयलर रूम में स्थित है। बॉयलर अपने आप में कुछ शानदार है। 10 मंजिला इमारत जितना ऊंचा एक विशाल जटिल तंत्र।
14. आप बॉयलर प्लांट की भूलभुलैया से हमेशा के लिए चल सकते हैं। फिल्मांकन के लिए आवंटित समय दो बार समाप्त हो गया था, लेकिन इस औद्योगिक सुंदरता से खुद को दूर करना असंभव था!
16. गैलरी, लिफ्ट शाफ्ट, वॉकवे, सीढ़ियाँ और पुल। एक शब्द में - अंतरिक्ष)
17. सूरज की किरणों ने जो कुछ भी हो रहा था उसकी पृष्ठभूमि के खिलाफ एक छोटे से व्यक्ति को प्रकाशित किया, और मैंने अनजाने में सोचा कि इन सभी जटिल विशाल संरचनाओं का आविष्कार और निर्माण एक व्यक्ति द्वारा किया गया था। इतने छोटे आदमी ने एक खनिज से औद्योगिक पैमाने पर बिजली पैदा करने के लिए दस मंजिला ओवन का आविष्कार किया।
18. सौंदर्य!
19. बायलर प्लांट की दीवार के पीछे टरबाइन जनरेटर के साथ एक टरबाइन रूम है। एक और विशाल कमरा, अधिक विशाल।
20. कल, बिजली इकाई संख्या 9 का उद्घाटन किया गया, जो चेरेपेत्सकाया जीआरईएस विस्तार परियोजना का अंतिम चरण था। इस परियोजना में 225 मेगावाट प्रत्येक की क्षमता वाली दो आधुनिक कोयले से चलने वाली बिजली इकाइयों का निर्माण शामिल था।
21. नई बिजली इकाई की गारंटीकृत विद्युत क्षमता - 225 मेगावाट;
विद्युत दक्षता - 37.2%;
बिजली उत्पादन के लिए समकक्ष ईंधन की विशिष्ट खपत 330 gt / kW * h है।
23. मुख्य उपकरण में ओजेएससी पावर मशीन द्वारा निर्मित दो स्टीम कंडेनसिंग टर्बाइन और ओजेएससी ईएमएलियंस द्वारा निर्मित दो बॉयलर इकाइयां शामिल हैं। नई बिजली इकाई का मुख्य ईंधन डीजी ग्रेड का कुज़नेत्स्क कोयला है।
24. नियंत्रण कक्ष।
25. विद्युत इकाइयाँ इलेक्ट्रोस्टैटिक फिल्टर के साथ ग्रिप गैसों के रूसी बाजार में एकीकृत सूखी धूल-डीसल्फराइजेशन सिस्टम में पहली से सुसज्जित हैं।
26. आउटडोर स्विचगियर ट्रांसफार्मर।
28. नई बिजली इकाई के चालू होने से बिजली उत्पादन की मात्रा और स्टेशन की कुल स्थापित क्षमता को कम किए बिना पहले चरण के पुराने कोयला उपकरणों को बंद करना संभव हो जाएगा।
29. नई बिजली इकाई के साथ, दो 87-मीटर कूलिंग टॉवर बनाए गए - सेवा जल आपूर्ति प्रणाली का हिस्सा, जो टरबाइन कंडेनसर को ठंडा करने के लिए बड़ी मात्रा में ठंडे पानी की आपूर्ति करता है।
30. 12 मीटर के सात स्पैन। नीचे से इतनी ऊंचाई इतनी गंभीर नहीं लगती।
31. चिमनी के शीर्ष पर, यह एक ही समय में गर्म और ठंडा था। कैमरा लगातार फॉगिंग कर रहा था।
32. कूलिंग टॉवर से बिजली इकाई का दृश्य। स्टेशन की नई बिजली सुविधाओं को इस तरह से डिजाइन किया गया है कि प्रदूषकों के उत्सर्जन को काफी कम किया जा सके, कोयले के गोदाम में काम करते समय धूल उत्सर्जन को कम किया जा सके, पानी की खपत को कम किया जा सके और अपशिष्ट जल से पर्यावरण प्रदूषण की संभावना को भी खत्म किया जा सके।
34. कूलिंग टॉवर के अंदर, सब कुछ काफी सरल और उबाऊ निकला)
36. फोटो स्पष्ट रूप से नई बिजली इकाई और दो पुराने दिखाता है। पुरानी बिजली इकाई और नई की चिमनी कैसे धूम्रपान करती है। धीरे-धीरे, पुरानी बिजली इकाइयों को बंद कर दिया जाएगा और नष्ट कर दिया जाएगा। तो यह जाता है।
