Танилцуулга
Тогтвортой эрчим хүчний шийдлийг эрэлхийлэхэд, үүрэг Байгалийн хийн генераторын технологи улам бүр алдартай болсон. Уур амьсгалын өөрчлөлт, байгаль орчны доройтолд санаа зовниж байгаа энэ үед дэлхийн эрчим хүчний ландшафт өөрчлөлтийн өөрчлөлтийг туулж байна. Хүлэмжийн хийн ялгаруулалт, агаарын бохирдолд гол нөлөө үзүүлж буй хүчин зүйл нь чулуужсан түлшинд суурилсан эрчим хүч үйлдвэрлэх уламжлалт аргуудыг тодорхойлсон. Иймээс илүү цэвэр, илүү үр ашигтай эрчим хүчний эх үүсвэрийг онцолж байна. Байгалийн хийн генераторууд нь орчин үеийн нийгмийн байнга өсөн нэмэгдэж буй эрчим хүчний хэрэгцээг хангахын зэрэгцээ байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулах прагматик замыг санал болгодог. Энэхүү нийтлэл нь байгалийн хийн үүсгүүрүүдийн байгаль орчинд үзүүлэх ашиг тусын талаар судалж, илүү тогтвортой, уян хатан эрчим хүчний дэд бүтцийг бий болгоход хэрхэн хувь нэмрээ оруулж байгааг судлах болно.
Байгалийн хийн генераторын талаархи ойлголт
Байгалийн хийн генераторын механизм
Байгалийн хийн генераторууд нь байгалийн хийг шатааж механик энерги гаргаж, дараа нь генератороор дамжуулан цахилгаан энерги болгон хувиргадаг. Байгалийн хийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг нь нэг нүүрстөрөгч, дөрвөн устөрөгчийн атомаас бүрдэх молекул болох метан юм. Шатах үед метан нь хүчилтөрөгчтэй урвалд орж, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, усны уур үүсгэдэг бөгөөд энэ процесст энерги ялгардаг. Энэ урвал нь нүүрс, газрын тос зэрэг бусад чулуужсан түлшний шаталттай харьцуулахад илүү үр дүнтэй бөгөөд цэвэр юм.
Эрчим хүчний салбар дахь байгалийн хийн үүрэг
Байгалийн хий нь элбэг дэлбэг, хэмнэлттэй, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөлөл багатай учраас дэлхийн эрчим хүчний нэгдлийн амин чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болсон. Зөвхөн АНУ-д л гэхэд байгалийн хий нь цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн 38 орчим хувийг эзэлж, нүүрс болон цөмийн эрчим хүчийг давж гардаг. Гидравлик хагарал, хэвтээ өрөмдлөг зэрэг олборлолтын технологийн дэвшил нь байгалийн хийн хүртээмжийг нэмэгдүүлж, түүнийг эрчим хүч үйлдвэрлэхэд өрсөлдөх чадвартай хувилбар болгож байна.
Байгалийн хийн генераторын төрлүүд
Төрөл бүрийн хэрэглээнд зориулагдсан байгалийн хийн генераторуудын янз бүрийн тохиргоонууд байдаг. Үүнд орон сууцны болон аж ахуйн нэгжид зориулагдсан бэлэн генераторууд, үйлдвэрлэлийн нөхцөлд тасралтгүй ажиллах үндсэн цахилгаан үүсгүүрүүд, түгээлтийн үйлдвэрлэлд зориулсан микротурбинууд орно. Төрөл бүр нь эрчим хүчний төрөл бүрийн хэрэгцээнд тохирсон шийдлүүдийг гаргах боломжийг олгодог үр ашиг, өргөтгөх чадвар, ялгаруулалтын хувьд өвөрмөц давуу талыг санал болгодог.
Байгалийн хийн генераторын байгаль орчинд үзүүлэх ашиг тус
Хүлэмжийн хийн ялгаруулалтыг бууруулах
Байгалийн хийн үүсгүүрүүдийн байгаль орчинд үзүүлэх хамгийн чухал ач тусын нэг нь хүлэмжийн хийн ялгаруулалтыг мэдэгдэхүйц бууруулах явдал юм. Шатах үед байгалийн хий нь бусад чулуужсан түлшнээс бага бохирдуулагч, хүлэмжийн хий ялгаруулдаг. Тодруулбал, байгалийн хийн шаталт нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг (CO ) ойролцоогоор 50% 2, газрын тосоос 30% бага ялгаруулдаг. Энэхүү бууралт нь уур амьсгалын өөрчлөлтийг сааруулах, Парисын хэлэлцээрт заасан олон улсын цаг уурын зорилтуудыг биелүүлэхэд чухал ач холбогдолтой юм.
АНУ-ын Эрчим хүчний мэдээллийн албаны (EIA) мэдээлснээр, байгалийн хийн шаталт нь нэг сая Британийн дулааны нэгж (MMBtu) эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ойролцоогоор 117 фунт CO-г ялгаруулдаг бол нүүрс нь 2 200 фунт CO2 ялгаруулдаг . 2 MMBtu тутамд Энэхүү эрс ялгаа нь байгалийн хийг эрчим хүч үйлдвэрлэхдээ нүүрснээс илүү байгаль орчны давуу талыг онцолж байна.
Хортой бохирдуулагч бодисын ялгарал бага
Хүлэмжийн хийнээс гадна байгалийн хийн үүсгүүрүүд хүхрийн давхар исэл (SO хортой бохирдуулагчийг хамаагүй бага хэмжээгээр ялгаруулдаг . 2), азотын исэл (NO x ), тоосонцор зэрэг SO нь 2 хүчиллэг бороо ороход хувь нэмэр оруулдаг бол NO x болон тоосонцор нь амьсгалын замын болон бусад эрүүл мэндийн асуудал үүсгэдэг. Эдгээр бодисын ялгаралтыг багасгаснаар байгалийн хийн генераторууд нь агаарын чанар, иргэдийн эрүүл мэндийг сайжруулдаг.
Байгаль орчныг хамгаалах агентлагийн (EPA) мэдээлснээр байгалийн хийн шаталт нь 2 хэмжээ бага хэмжээгээр ялгаруулдаг. x болон тоосонцрын нүүрс, газрын тостой харьцуулахад маш бага хэмжээний SO, NO Бохирдуулагчийг ингэж бууруулах нь агаарын чанарт ихээхэн анхаарал хандуулдаг хот суурин газруудад онцгой ач холбогдолтой юм.
Агаарын чанарт үзүүлэх нөлөө
Агаарын бохирдол дэлхийн хэмжээнд нийгмийн эрүүл мэндийн чухал асуудал хэвээр байна. Түлшний шаталтаас үүссэн тоосонцор болон хорт хий нь амьсгалын замын өвчин, зүрх судасны өвчлөлийг үүсгэдэг. Байгалийн хийн үүсгүүрийг нэвтрүүлэх нь агаарын чанарыг сайжруулах замаар эрүүл мэндийн эдгээр эрсдлийг бууруулж чадна. Дэлхийн Эрүүл Мэндийн Байгууллагын мэдээллээс харахад орчны агаарын бохирдол жил бүр дөрвөн сая гаруй цаг бусаар нас барж байна. Байгалийн хийн генераторууд хортой бохирдуулагчийн ялгарлыг бууруулснаар нийгмийн эрүүл мэндийн үр дүнг сайжруулах, эрүүл мэндийн зардлыг бууруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Сэргээгдэх байгалийн хийн ашиглалт
Технологийн дэвшил нь хогийн цэг, хөдөө аж ахуйн хог хаягдал, бохир ус цэвэрлэх байгууламж зэрэг органик хог хаягдлын эх үүсвэрээс гаргаж авдаг сэргээгдэх байгалийн хийг (RNG) хөгжүүлэхэд хүргэсэн. RNG нь ердийн байгалийн хийтэй солигдох боломжтой боловч хаягдал материалыг ашиглах, задралаас үүсэх метаны ялгаруулалтыг бууруулах замаар байгаль орчинд нэмэлт ашиг тусыг өгдөг. А-д хэрэглэх үед Байгалийн хийн генератор , RNG нь хог хаягдлыг дахин боловсруулж, чулуужсан түлшний хамаарлыг бууруулснаар байгаль орчны үр ашгийг дээшлүүлдэг.
RNG төслүүд нь агаар мандалд ялгарах метаныг барьж авдаг бөгөөд энэ нь 2 100 жилийн хугацаанд дэлхийн дулаарлын хүчин чадал нь СО-оос 28 дахин их хий юм. Энэхүү метаныг ашиглах боломжтой эрчим хүч болгон хувиргаснаар RNG төслүүд байгаль орчны давхар ашиг тусыг өгдөг: хүчтэй хүлэмжийн хийн ялгаралтыг бууруулж, цэвэр эрчим хүч үйлдвэрлэх. Жишээлбэл, Калифорнийн сүүний фермүүд дэх агааргүй задалдагчид хог хаягдлыг зохицуулж, муж улсын байгалийн хийн хоолойд нийлүүлдэг RNG үйлдвэрлэж, муж улсын уур амьсгалын амбицтай зорилтуудыг хэрэгжүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг.
Эрчим хүчний хэмнэлтийг сайжруулсан
Байгалийн хийн генераторууд нь түлшийг цахилгаан болгон хувиргах өндөр үр ашигтай гэдгээрээ алдартай. Цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн хаягдал дулааныг халаах эсвэл хөргөх зориулалтаар ашигладаг дулаан, эрчим хүчний хосолсон системүүд нь 80% хүртэл үр ашигтай ажиллах боломжтой. Энэхүү давхар хэрэглээ нь түлшний зарцуулалтыг бууруулж, нийт ялгаруулалтыг бууруулж, илүү тогтвортой эрчим хүчний загварыг бий болгоход хувь нэмэр оруулдаг.
Аж үйлдвэрийн байгууламж, их дээд сургууль, эмнэлэг, орон сууцны цогцолборууд байгалийн хийн генератороор ажилладаг ДЦС-ын системийг нэвтрүүлсэн. Жишээлбэл, Коннектикутын их сургуулийн ДЦС нь кампусыг цахилгаан, халаалт, хөргөлтөөр хангаж, нийт үр ашгийн 80% -иас дээш түвшинд хүрч байна. Ийм систем нь эрчим хүчний зардлыг бууруулж, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг багасгаж, байгалийн хийд суурилсан ДЦС-ын технологийн практик ач тусыг харуулдаг.
Сэргээгдэх эрчим хүчний интеграцчлалыг дэмжих
Байгалийн хийн генераторууд нь найдвартай нөөц эрчим хүчээр хангаснаар салхи, нарны эрчим хүч зэрэг сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг нөхдөг. Байгалийн хийн генераторууд хурдан эхлүүлэх чадвар, уян хатан ажиллагааны ачаар сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэртэй холбоотой тасалдалтай холбоотой асуудлуудыг хөнгөвчилдөг. Энэхүү хамтын ажиллагаа нь сэргээгдэх эрчим хүч рүү шилжих үйл явцыг хөнгөвчлөхийн зэрэгцээ илүү тогтвортой, уян хатан эрчим хүчний сүлжээг дэмждэг.
Сэргээгдэх эрчим хүчний хэрэглээ өндөр бүс нутагт байгалийн хийн генераторууд сүлжээний менежментэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр нь сэргээгдэх эрчим хүчний нөөц багатай үед нөөц эрчим хүчээр хангадаг бөгөөд үйлдвэрлэл, эрэлт хэрэгцээний өөрчлөлтөд тохируулан гаралтыг хурдан тохируулах боломжтой. Энэхүү үйл ажиллагааны уян хатан байдал нь байнгын цахилгаан хангамжийг хангаж, цахилгаан тасрахаас сэргийлж, сүлжээний уян хатан чанарыг хадгалдаг.
Кейс судалгаа ба хэрэглээ
Хот суурин газрын байгалийн хийн генераторууд
Дэлхийн хотууд эрчим хүчний хэрэгцээг хангахын тулд байгалийн хийн генераторуудыг ашиглаж, байгаль орчны ул мөрийг багасгахыг хичээж байна. Жишээлбэл, Нью-Йорк хот эмнэлэг, их дээд сургуулиудад байгалийн хийгээр ажилладаг ДЦС-ын системийг нэвтрүүлж, утаа болон ашиглалтын зардлыг мэдэгдэхүйц бууруулсан. Эдгээр системүүд нь хотын тогтвортой байдлын зорилтуудтай нийцэхийн зэрэгцээ чухал дэд бүтцэд зайлшгүй шаардлагатай найдвартай цахилгаан хангамжийг хангадаг.
Байгалийн хийн генераторын үйлдвэрлэлийн хэрэглээ
Үйлдвэрлэлийн үйлдвэр зэрэг тасралтгүй, найдвартай эрчим хүчний хангамж шаардлагатай салбарууд байгалийн хийн генератор руу шилжсэн. Эдгээр үйлдвэрүүд байгалийн хийг ашигласнаар байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг багасгахын зэрэгцээ тасралтгүй үйл ажиллагааг хангадаг. Нэмж дурдахад байгалийн хийн зардлын үр ашиг нь үйл ажиллагааны зардлыг бууруулахад хувь нэмэр оруулдаг. Жишээлбэл, үйлдвэрлэлийн байгууламж нь байгалийн хийн генераторыг ашиглан цахилгаан эрчим хүч, дулааныг хоёуланг нь хангаж, үр ашгийг дээшлүүлж, утааг бууруулах боломжтой.
Алслагдсан байршил дахь байгалийн хийн генераторууд
Сүлжээний холболт хязгаарлагдмал эсвэл огт байхгүй алслагдсан бүс нутагт байгалийн хийн генераторууд эрчим хүчний оновчтой шийдлийг санал болгодог. Тэдгээрийг шингэрүүлсэн байгалийн хий (LNG) нийлүүлэлтийн сүлжээтэй хамт олон нийтийг цахилгаан эрчим хүчээр хангах, уул уурхай, газрын тос олборлох зэрэг үйл ажиллагаанд ашиглах боломжтой. Энэ програм нь дизель генераторын хамаарлыг бууруулж, үр ашиг багатай, илүү их бохирдуулдаг. Тухайлбал, Австралийн алсын зайн уурхайн үйл ажиллагаа нь байгалийн хийн үүсгүүрийг газар дээр нь ачсан LNG-ээр ажиллуулж, утаа болон ашиглалтын зардлыг эрс багасгасан.
Бэрхшээл ба анхаарах зүйлс
Дэд бүтэц, нийлүүлэлтийн хязгаарлалт
Байгалийн хийн генераторууд нь байгаль орчны олон ашиг тусыг санал болгодог ч тэдгээрийн хэрэгжилт нь байгалийн хийн дэд бүтцийн хүртээмжээс хамаарна. Дамжуулах хоолой, түгээлтийн сүлжээгүй бүс нутгуудад эдгээр системийг нэвтрүүлэхэд бэрхшээлтэй тулгардаг. Байгалийн хийн үүсгүүрүүдийн хүрээг тэлэхийн тулд дэд бүтцэд хөрөнгө оруулалт хийх шаардлагатай бөгөөд үүнд ихээхэн хэмжээний хөрөнгийн зардал, янз бүрийн оролцогч талуудын зохицуулалт шаардлагатай байж болно.
Метан нэвчилтийн асуудал
Байгалийн хийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болох метан нь хүчтэй хүлэмжийн хий юм. Олборлох, боловсруулах, тээвэрлэх явцад гоожих нь байгалийн хийн ашиглалтын байгаль орчинд үзүүлэх ашиг тусыг үгүйсгэдэг. Байгалийн хийн нийлүүлэлтийн сүлжээнд метан ялгаралтыг илрүүлэх, багасгахад чиглэсэн хатуу зохицуулалт, дэвшилтэт технологийг хэрэгжүүлэх нь маш чухал юм. Хиймэл дагуулын хяналт болон гоожиж буй бодисыг илрүүлэх дэвшилтэт технологийг ашиглах нь төлөвлөгдөөгүй ялгаруулалтыг мэдэгдэхүйц бууруулах боломжтой.
Олборлолтын байгаль орчинд үзүүлэх нөлөө
Байгалийн хийг олборлох үйл явц, ялангуяа гидравлик хагарал нь газрын доорх усны бохирдол, газар хөдлөлтийн идэвхжил, амьдрах орчны эвдрэл зэрэг байгаль орчны асуудлуудыг бий болгосон. Эдгээр сорилтыг шийдвэрлэхийн тулд хатуу зохицуулалтын тогтолцоо, шилдэг туршлагыг дагаж мөрдөх, байгаль орчны эрсдлийг багасгахын тулд байнгын хяналт шаардагдана. Байгалийн хийн генераторуудын байгаль орчны ашиг тусыг хадгалахын тулд хариуцлагатай олборлолтын туршлагыг баталгаажуулах нь чухал юм.
Сэргээгдэх эрчим хүч рүү шилжих
Байгалийн хийн генераторууд нь бусад чулуужсан түлш дээр суурилсан генераторуудаас илүү цэвэрхэн боловч тэдгээр нь утаа ялгаруулдаггүй. Дэлхий нийтийн анхаарлын төвд утаа ялгаруулахгүй сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэр рүү шилжиж байгаа энэ үед байгалийн хийн урт хугацааны үүрэг нь маргаан дагуулж байна. Байгалийн хийн генераторуудыг сэргээгдэх эрчим хүчний системтэй нэгтгэх, нүүрстөрөгчийн хийн ялгаруулах технологийг судлах нь байгаль орчинд ээлтэй байдлыг нэмэгдүүлэх боломжтой.
Байгалийн хийн генераторуудын ирээдүй
Технологийн дэвшил
Үргэлжилсэн судалгаа, хөгжүүлэлт нь байгалийн хийн генераторуудын үр ашиг, байгаль орчны гүйцэтгэлийг сайжруулахад чиглэгддэг. Түлшний эсийн технологи, устөрөгчийн түлштэй нэгтгэх зэрэг инноваци нь утааг цаашид бууруулж, тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлэх боломжтой. Байгалийн хий ашигладаг түлшний эсүүд нь уламжлалт шаталтын генераторуудтай харьцуулахад илүү өндөр үр ашигтай, бага ялгаруулдаг. Эдгээр дэвшил нь ирээдүйн эрчим хүчний холимог дахь байгалийн хийн генераторуудын байр суурийг бэхжүүлж чадна.
Устөрөгчийн технологитой нэгтгэх
Устөрөгч нь эрчим хүч үйлдвэрлэхэд утаагүй түлш болохын хувьд олны анхаарлыг татаж байна. Устөрөгчийг түлшний холимогт холих чадвартай байгалийн хийн генераторууд нь утааг цаашид бууруулах арга замыг санал болгодог. Устөрөгчтэй нийцтэй генераторын судалгаа, устөрөгчийн дэд бүтцийг хөгжүүлэх нь байгалийн хийн генераторуудын байгаль орчны гүйцэтгэлийг сайжруулах боломжтой юм. Энэхүү хувьсал нь эрчим хүчний шилжилтийн нэг хэсэг болох устөрөгчийн эдийн засгийг бий болгох дэлхийн хүчин чармайлттай нийцэж байна.
Нүүрстөрөгчийн хэрэглээ ба хадгалалт (CCUS)
CCUS технологиуд нь цахилгаан станцууд болон үйлдвэрлэлийн үйл явцаас ялгарах CO 2 ялгаруулалтыг барьж, агаар мандалд орохоос сэргийлдэг. CCUS-ийг байгалийн хийн генераторуудтай нэгтгэх нь тэдний нүүрстөрөгчийн ул мөрийг мэдэгдэхүйц бууруулж, илүү цэвэрхэн болгоно. Эдгээр технологиудын амьдрах чадвар, цар хүрээг өргөжүүлэх чадварыг шалгах зорилгоор засгийн газар болон салбарын түншлэлийн дэмжлэгтэйгээр CCUS-ийн томоохон төслүүд дэлхий даяар хэрэгжиж байна.
Бодлого ба зохицуулалтын дэмжлэг
Байгалийн хийн генераторыг нэвтрүүлэхэд төрийн бодлого, урамшуулал чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эрчим хүч үйлдвэрлэхээс ялгарах хорт утааг хязгаарласан байгаль орчны зохицуулалт нь үйлдвэр, нийтийн аж ахуйн нэгжүүдийг илүү цэвэр технологид шилжихэд түлхэц болдог. Дэмжих бодлого нь байгалийн хийн салбарт дэд бүтцийн хөгжил, технологийн шинэчлэлийг хурдасгах боломжтой. Нүүрстөрөгчийн үнийг тогтоох механизм, цэвэр эрчим хүчний төслүүдэд татаас олгох нь эрчим хүчний технологийн өрсөлдөөнт орчинд нөлөөлж чадах бодлогын жишээ юм.
Дүгнэлт
Байгалийн хийн генераторууд нь уламжлалт чулуужсан түлш дээр суурилсан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашигтай, байгаль орчинд ээлтэй хувилбар юм. Тэд ялгаралтыг бууруулж, өндөр үр ашигтай, сэргээгдэх эрчим хүчний интеграцчлалыг дэмжсэнээр байгаль орчныг хамгаалах хүчин чармайлтад эерэг хувь нэмэр оруулдаг. Гэсэн хэдий ч метан хийн алдагдал, дэд бүтцийн хязгаарлалт, олборлолтын байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөлөл зэрэг сорилтуудыг шийдвэрлэх нь тэдний үр ашгийг нэмэгдүүлэхэд зайлшгүй шаардлагатай.
-ийн боломжийг ашиглах Байгалийн хийн генераторын технологи нь технологийн шинэчлэл, бодлогын дэмжлэг, байгаль орчны менежментийг хамарсан хамтын хандлагыг шаарддаг. Нүүрстөрөгчийг шингээх, устөрөгчийг холих зэрэг технологийн хөрөнгө оруулалт нь байгалийн хийн генераторуудын байгаль орчинд ээлтэй байдлыг улам сайжруулж чадна. Эдгээр генераторуудын давуу талыг ашиглаж, эрчим хүчний шилжилтийн өргөн хүрээний хүрээнд стратегийн хувьд байрлуулснаар нийгэм илүү цэвэр, тогтвортой эрчим хүчний ирээдүй рүү чиглэсэн томоохон алхмуудыг хийж чадна.
