Elektromosság a gyárkémények füstjéből

Egy újfajta technológia úgy termelne több áramot az erőművekben, hogy közben még a szén-dioxid-kibocsátást és a légszennyezést is csökkenti.

Jelentősen növelni lehetne az erőművek hatékonyságát egy olyan rendszer segítségével, amely képes lenne a gyárkéményekből a jelenleg még a levegőbe távozó felesleges hőmennyiséget elektromos energiává alakítani. Eddig az volt a probléma, hogy ha vízgőzzel próbálták meghajtani az áramtermelő turbinákat, akkor ezt nagy nyomáson és magas hőmérsékleten (650 °C) kellett végezni. 450 °C alatt a folyamat nem lesz hatékony, mert a vízgőz nyomása túlságosan alacsonnyá válik. Ez azt is jelenti, hogy ez a hő nem használható fel áramtermelésre, így a légkörbe távozik. Ez az egyik oka annak, hogy a fosszilis tüzelőanyagokkal működő erőművek összhatékonysága csak mintegy 35% körül mozog.

Az újfajta hőhasznosító rendszer hatékonyságának kulcsa, hogy vízgőz helyett propángázból származó párával hajtja meg a turbinákat, ezzel működtetve az elektromos áramot termelő generátort. Ezáltal lehetővé válik, hogy az alacsony hőmérsékletű maradék hővel termeljenek áramot. A vízgőzzel szemben a propángáz sokkal inkább felhasználható áramfejlesztésre, miután a folyékony állapotú propánnak alacsonyabb a forráspontja, mint a víznek, ezért alacsonyabb hőmérsékleten jóval könnyebben elpárologtatható.

Még egy turbina, dupla hatékonyság

Van azonban egy további probléma is, ami miatt eddig nem érte meg működtetni a rendszert. A turbinákat meghajtó propángáz még mindig jelentős mennyiségű hőt tartalmaz, ami szintén a légkörbe jut, viszont az áramtermelés hatékonyságának növekedése viszonylag csekély marad. Ezt a problémát küszöbölte ki most két mérnök, Daniel Stinger és Farouk Mian, akik egy meglepően egyszerű módszert dolgoztak ki a légkörbe távozó felesleges hő majdnem teljes mennyiségének hasznosítására - írja a New Scientist. Rájöttek, hogy ha egy második turbinát is beépítenek a rendszerbe - amelyet az első turbinából származó maradék hőmennyiség hajtana -, akkor ezzel képesek lennének hasznosítani azt az energiát is, amely különben elveszne.

A kutatók kiszámolták, hogy az áramtermelésre használt füstgázok hőmérséklete viszonylag alacsony (55 °C) lesz. Így aztán lehetővé válik az is, ami eddig nem volt megoldható, vagyis hogy a 450 °C-nál alacsonyabb hőmérsékletű füstgázokkal is hatékonyan lehessen áramot termelni. A sikereken felbuzdulva a mérnökök létrehoztak egy vállalatot Wow Energy néven, melynek célja, hogy a szabadalmaztatás után az iparban szélesebb körben is elterjessze az új technológiát. Ez lehetővé tenné a különböző ipari létesítmények (pl. erőművek, vegyi üzemek, olajfinomítók) számára, hogy hasznosítsák azt a hőenergiát is, ami most még szinte teljesen kárba vész. A cég számításai szerint azok az erőművek, amelyek átállnak a kétturbinás megoldásra, akár meg is duplázhatják a hatékonyságukat. A British Petrol (BP) és a Chevron Texaco már jelezte, hogy átállnának az új rendszerre.

Több energia, kevesebb szennyezés

Stinger becslései szerint - ha széles körben elterjed a technológia - a jelenleg még a levegőbe távozó ipari hőmennyiség akár 20%-át is árammá lehetne alakítani. Eszerint pedig már maga az Egyesült Államok is mintegy 200 gigawattal tudná növelni áramtermelését, ami a jelenlegi energiaszükségletének csaknem a 20%-a. Az átállás természetesen sokba kerülne, hiszen a két turbinával működő erőművek megawattonként nagyjából ugyanannyiért termelnék az áramot, mint hagyományos társaik. Nagy előnyük azonban, hogy mindezt kisebb szén-dioxid-kibocsátás mellett érnék el. A két turbinával működő rendszereket még nem tesztelték, de az ezzel foglalkozó mérnökök és közgazdászok szerint a hatékonyabb energiafelhasználást tekintve igen sok lehetőséget tartogat. Ezen kívül van még egy nagy előnye: mivel jelentősen lehűti a kéményekből távozó füstöt, számos szennyezőanyag, amely eddig szabadon távozott a légkörbe, most a kéményben maradna, ahonnan pedig különböző kémiai módszerekkel már könnyen kivonható lenne.

Illyés András