Производство электроэнергии и химических Одновременно
Interesing технологии интересные политики ... трудно экономика ... многочисленные проблемы ...
Вырабатывающих электроэнергию коммунальных услуг и производителей химических turers сталкиваются с двумя основными проблемами: расходы на их топливо и сырье растут до беспрецедентно низкого уровня, и они находятся под усиливающимся нормативных и социальных факторов для сокращения выбросов двуокиси углерода. Потенциальное решение обоих этих вопросов: газифицировать широкое распространение недорогих уголь, нефтяной кокс, или биомассы, а также использовать полученные стоков газового потока одновременно производить и продавать электроэнергию через регулируемой организации и химических веществ через нерегулируемый лица.
Сходимости ряда факторов, в том числе стремление к энергетической безопасности, увеличение объемов добычи нефти и цены на газ, а также беспокойство по поводу глобального потепления, привели к увеличению интереса в чистых угольных технологий, таких, как комбинированного цикла комплексной газификации (ВЦГ) - т.е., газификации угля затем очистки газа, добываемого и его использование в качестве топлива в эффективной газа или пара турбины комбинированного цикла для производства электроэнергии. Хотя IGCC технология продолжает развиваться (I), экономика такого подхода к производству только электричество, в лучшем случае, маргинальный сегодня. И, разработка проектов IGCC было нелегко в последние годы, примерно с 1-третьих, не прогрессирует даже после значительных инвестиций в предварительных мероприятий - Недавний опрос (2) установлено, что 35 проектов в строительстве и вводе в эксплуатацию, 7 зашли в тупик или задерживается, и 10 были отменены.
Синтез газа, выходящего из газификатора похожа по составу сырье используется для производства химических веществ, таких, как метанол, аммиак, карбамид, диметиловый эфир, и другие. Предварительные анализы показывают, что если капитальные затраты и эксплуатационные расходы определенных разделены между электричеством и химической продукции, могут быть существенные экономические преимущества использования части этого газа в качестве топлива для производства электроэнергии, а остальные газ для производства более высокой стоимости химических веществ.
Основы ВЦГ
ВЦГ включает отопление угля (или кокс или биомассы) до высокой температуры в присутствии пара и воздуха (или кислорода), с количеством кислорода ввода газификатор недостаточно для полного сгорания топлива. Использование относительно чистой (-95-98%) кислорода будет производить синтез-газа с теплотворной способностью около 230 БТЕ perstd. м ^ SUP 3 ^ (Btu / SCF), использование воздуха, азота с бременем, будет производить 130-Btu/scf синтез-газа. Типичные условия являются газификатор 300-500 фунтов на квадратный дюйм и 1,400-2,600 F.
Рисунок 1 представляет собой обобщенный блок-схема процесса ВЦГ, а в таблице 1 приведены типичные состав синтез-газа (или топлива), оставляя газификатор. Фактического состава синтез-газа будет зависеть от типа угля, газификации процесса и других переменных, таких как количество воды и кислорода используется.
Хотя Есть существенные различия в течении механизмы (противоток, спутного с кипящим слоем), механическая конструкция, а внутреннее газогенераторы, многие проекты были разработаны и операционной наличность на 90%, были достигнуты. Среди важных различий процесса ли кислорода обеспечивается за счет сжатого воздуха или от блока разделения воздуха (ASU), и является ли уголь кормили сухим или навозной жижи. Общим элементом является то, что все они используют очень высокой температуры процесса преобразования твердого топлива в газовой смеси, содержащие большое количество CO и H, смешанной с CO-(и других соединений), и эта смесь затем угощали удаления примесей и получения газообразного топлива, пригодных для использования в турбины внутреннего сгорания.
Важно отметить, что газификации относительно гибким. Один из поставщиков сообщил способность управлять угли с широким диапазоном свойств, в том числе содержание серы (0.5-7 мас.%), Зольность (
Сокращение выбросов CO2: социальные и политические факторы
Независимо от того, свою позицию по вопросу глобального потепления, реальность такова, что правительства будут вводить более жесткие требования, направленные на сокращение выбросов парниковых газов (ПГ) - двуокись углерода (CO2), метан (CH ^ подпункта 4 ^), закись азота (N ^ к югу 2 ^ O), гидрофторуглероды (ГФУ), perflourocarbons (ПФУ) и гексафторид серы (SF 6 югу ^ ^).
Многочисленные подходы к сокращению выбросов ПГ в настоящее время обсуждаются на национальном и местном уровнях во всем мире. В США, например, по охране окружающей среды (EPA), который недавно издал "угрозы для поиска" объявить, что парниковые газы, в том числе CO2, опасных загрязняющих веществ, и что EPA имеет полномочия по регулированию выбросов парниковых газов. Предполагается, что любые новые правила будут применяться примерно 14 тысяч крупных источников, излучающих по меньшей мере 25 тысяч тонн Ко в год. Это 25 000 тонн / год СО2 вызвать как правило, будет превышен на электростанциях мощностью выше примерно 15 МВт.
Нормативных требований и экономических факторов, как ожидается, диктуют, что значительная доля CO1 порожденных крупных химических и электростанций быть захвачены с выхлопными газами и процесс fluegases, а не выбрасывается в атмосферу. Положение развиваются, и часто находятся в конфликте - что привело к существенному неопределенности корпораций устанавливают глобальной повестки дня Ваннинг, сроков и бюджетов. Руководители коммунальных и химических компаний, таким образом, необходимость обеспечения баланса между риском понести неоправданные расходы с точки зрения преимуществ принятия мер раньше, не дожидаясь требований, которые могут привлекать более высокие затраты вводятся.
Сокращение выбросов СО2 на электростанциях
Хотя Ко, производится с помощью различных источников, в энергетическом секторе является крупнейшим эмитентом (табл. 2). По этой причине (а также по политическим и экономическим причинам), усилия по сокращению CO, выбросы будут уделять значительное внимание энергоснабжения.
США имеет большие запасы угля, и около половины электроэнергии, потребляемой в США сегодня получают из угля. Поэтому большое внимание уделяется комбинированный цикл комплексной газификации. Они могут предложить способ использования угля более эффективно, и, следовательно, производить меньше CO1, и они являются привлекательными, поскольку они могут широко использовать в продаже! Вл цене уголь, нефтяной кокс, или биомассы.
Более 10 лет опыта эксплуатации в настоящее время накапливается на 5 угольных ВЦГ в диапазоне 250-350 * МВт и 1 120 МВт, демонстрационная установка *. Дополнительный опыт накапливается в 9 новых заводов IGCC власть настоящее время функционирует по всему миру.
Захват и распоряжения OfCO2
Многие практики промышленных предприятий двуокиси углерода захвата. CO1 химически всасывается из технологических газов и fluegases с помощью растворителей, таких как аммиак, охлажденная аммиака, метанола. monoethanol или diethanol аминов (с добавками), а также собственных решений. Поглощенного СО2 удаляется и растворителя регенерации за счет снижения давления и повышение температуры раствора.
В целом, однако, эти процессы в настоящее время не практично для угольных электростанций, где fluegas составы меняются, и концентрации CO, ниже, и те, серы и кислорода выше. Кроме того, из-за большого количества растворителя, необходимые для лечения fluegases электростанции, энергетические потребности для регенерации и для перекачки решение вернуться к амортизатор высокого давления являются значительными. Многочисленные исследования уделяется разработке других подходов (4), такие как полупроницаемой мембраны (5), что может быть более эффективным.
Ко захватили, могут быть удалены с 2 принципиально разными способами. Одним из них является переправить его в нефтяных месторождений, а затем внедрить его в подполье, где она заставляет дополнительной нефти на поверхность, несколько увеличения нефтеотдачи (МУН) проекты такого рода ведутся во всем мире. Тем не менее, количество СО2, порожденных заводы американской мощи огромна - примерно половину объема природного газа осуществляется в рамках всей системы газопроводов США, и в четыре раза больше по весу. Таким образом, требования, касающиеся транспортировки утилизации даже на несколько процентов от этого огромны. То подобный подход является просто магазин, или sequster, CO, в подземных сооружений; подходящих мест для хранения 3500 млрд. т °, в настоящее время выявлено (6).
Химическое производство
Альтернативный подход состоит в использовании газификатор сточных вод и захватили СО2 в качестве сырья для производства других химических веществ. Большой опыт в производстве химических веществ из газифицированных уголь или кокс был накоплен в различных социальных проектах в Китае, Sasol проектов в Южной Африке, Дакота Газификация Ко "в Большом Плейнс synfuels завода в Бойла, Северная Дакота, азота Коффивилл растительных ресурсов на Коффивилл, KS . и Eastman Chemical Ко 1S химических веществ из угля и ванная комната в Kingsport, TN. Среди других товарных химических веществ, эти заводы производят значительное количество углекислого газа, уксусной кислоты, ангидрид уксусной кислоты, аммиака, сульфата аммония, метанол, метил ацетат, азота и инертных газов, и фенола.
Сочетание electricry поколения с chemicai производства в комплексе газификации угля капитализирует на нескольких взаимодействия;
* В состав газогенератора стоков аналогично тому, который требуется для производства различных товарных химикатов.
* Сумма относительно чистого азота и кислорода, примерно в 300-400 фунтов на квадратный дюйм производства ASU может быть увеличена в малых дополнительных расходов и использовать в качестве сырья для химических производств.
* Объемы производства fluegas в растениях IGCC власти гораздо меньше, чем у обычных электростанций steamboiler из-за гораздо более высоких давлениях использоваться (около 465 дюйм в газификации процессов против примерно один дюйм в пять обычных электростанций.) Это позволяет использовать меньшего оборудования и трубопроводов.
* Чем выше давление в газификации обеспечивает большую массообмена движущих сил в очистными устройствами, таких как скрубберы для захвата CO1 и соединений серы.
* Высокотемпературный энергетический менеджмент является неотъемлемой частью производства синтез-газа или газового топлива экономически путем газификации угля. Добавление химический завод обеспечивает дополнительные возможности для интеграции с источниками тепла, lowertemperature радиаторами,
* Строительство, запуска и эксплуатации может быть поставил так, что производство может быть начато и доходы, полученные от любой электрической растений или химический завод, а другой находится в стадии разработки.
Многие химические вещества могут быть изготовлены из технологических потоков и связанных с fluegases IGCC тепловых электростанций. Однако, учитывая объемы производства необходимо оправдать населения) расходов, поддержку требований к инфраструктуре и конкурентной среды, лишь немногие из них потенциально жизнеспособных.
Метанол
Метанол является одним из немногих химических веществ, которые производятся в крупных количествах тонну угля, нефти или природного газа и продаются на международном уровне. Первоначальная оценка технических и экономических факторов указывает на тайский производству метанола из угля может, в определенных ситуациях, является одним из перспективных и следующим логическим шагом в США на данный момент.
Метанол является наиболее простым алкоголя, химическую формулу CH югу ^ ^ 3 OH. Ее основные виды приведены в таблице 3.
Топлива и сырья (которые обычно и того же материала, хотя они могут быть разными) являются крупнейшими компонентами издержек производства метанола. Все крупные (> 3000 т / год), вновь заявил ориентированных на экспорт метанола растения находятся в низкой стоимости газа на Ближнем Востоке, в Китае, где уголь является самым распространенным сырьем.
Метанол производится в современных заводов по каталитической реакции воды и окиси углерода при температурах около 50O0F и давлениях 150-300 фунтов на квадратный дюйм. Окиси углерода производится главным образом в пара-метана реформирования природного газа и жидких углеводородов, с последующей очисткой. В Китае и некоторых других особых ситуациях, окиси углерода производится путем частичного окисления угля. Ряд исследований превращения угля в метанол (7, 8) показывают, что, в зависимости от содержания углерода угля, метанола дает около 20%, не рециркуляции неосведомленными синтез-газа и на 35% по восстановлению и рециркуляции необращенных синтез-газа на входе в реактор может быть достигнуто .
Проверенная технология метанола процесс доступен через лицензии, в первую очередь от:
* Дэви Технологический процесс ("Джонсон Матти")
* Haldor Topse
* Лурги GmbH
* Methanol Casale
* Mitsubishi газохимического.
Один из возможных сценариев
Многочисленные сценарии, связанные с одновременным производством электроэнергии и химических веществ, использующих уголь IGCC могут быть разработаны. Экономического анализа, представленные здесь, основаны на электростанции, которая должна удовлетворить спрос среднем 500 МВт, а предпочитает использовать с низким содержанием серы Южной порошковой бассейна реки угля.
Ниже дается анализ в финансовых преимуществах и недостатках использования половины продукции газификатор производить и продавать метанол, а другая половина создавать и продавать 250 МВт, дефицит электрической приобретаются от других генераторов и перепроданы по себестоимости.
Технической основой для экономической оценки
Уголь. Как видно из табл 4 и 5 показывают, свойств угля значительно отличаться от бассейна к бассейну, а также из шахты добывать в пределах угольного бассейна и от шва до шва в шахте. Среди наиболее важных вопросов, которые необходимо решить при разработке угольных химического производства установлении типа угля, которые будут использоваться, шахты, из которой она приходит, и коммерческие условия покупки и доставки угля к производственной зоне.
Этот анализ используется Южной порошковой бассейна реки уголь, который имеет свойства, перечисленные в таблице 4. Того же состава угля используется как для электроэнергии плюс метанола и электроэнергии только альтернатив.
Завод производительности. Объект включает в себя обычный газ, нет очистки и gas-turbine/steam-turbine системы. Таблица 6 кратко производства решений, которые были сделаны. Значения указаны типичные, и они не оптимизированы для любого конкретного завода, место или бизнес-ситуации. Анализ предполагает, что улавливание углерода будут необходимы, и что СО2 будет сжиматься до 2000 фунтов на квадратный дюйм, и его часть продается за повышения нефтеотдачи пластов.
Общий подход и упрощающих допущений
Эта основная экономическая оценка направлена не на конкретного процесса, сайт или структуры финансирования. Скорее, это упрощенная оценка воздействия цен реализации метанола и электроэнергии по экономике производства электроэнергии и электроснабжения только плюс метанола.
Сравнения такого типа могут быть сделаны по-разному. Чаще всего рассмотреть следующие вопросы:
* Чистая приведенная стоимость (NPV) первоначальных инвестиций, а сумма положительных и отрицательных чистых денежных потоков, дисконтированных по соответствующей ставке
* Внутренняя норма доходности (IRR) в общем объеме инвестиций или на инвестиции в акции; IRR является учетной ставки, что, когда он применяется к прогнозируемые чистые денежные потоки, приводит к сумме по финансовой жизни проекта в размере начальной инвестиций.
Важно понять некоторые тонкости, связанные с использованием этих (или любой другой) меры для сравнения сложных финансовых ситуаций. Среди наиболее серьезных является то, что практически невозможно точно установить учетную ставку, или альтернативная стоимость капитала, который является важным вкладом для расчета NPV, обычно, несколько субъективный значение используется на основе управления 'мнениями и опытом. Кроме того, путем сосредоточения внимания на абсолютные ценности, анализ NPV будет по своей сути пользу крупных проектов на протяжении маленьких.
Наиболее серьезной проблемой, связанной с анализом IRR является то, что расчет основан на реинвестирование все денежные потоки в IRR, а не со скидкой, которые могут быть разными (и, возможно, более-представитель фактические процентные ставки рынка). Как правило, это разумное предположение, для предварительного анализа. Кроме того, доход от инвестирования денежных средств, кроме того, может быть явно включены, если инвестиционный уровень финансовой оценки не требуется. Другой вопрос, что при будущих денежных потоков, изменения признаков несколько раз, есть более одного IRR, что математически правильно. В этих случаях важно, чтобы попробовать несколько различных начальных значений или построить NPV против ставка дисконтирования для определения соответствующей стоимости.
Технические, экономические и регуляторные риски, присущие любому проекту. NPV и IRR анализы дают одно значение, и не рассматривают диапазонах. Таким образом. Монте-Карло, которые требуют назначения (как правило, субъективно) численного вероятности различных факторов, часто используется для оценки возможных результатов. Уровень детализации производства, однако, не является необходимым для предварительных оценок, так Монте-Карло методы не применялись здесь.
Поскольку налоговые аспекты оценки проектов являются чрезвычайно сложными и по конкретным проектам, этот анализ рассчитывает до вычета налогов, расходов производства электроэнергии. Levelized фиксированной ставке 7,50% в год в течение 20-летнего используется для учета амортизации и возврата на вложенный капитал.
Предполагается, что весь инжиниринг, поставки и строительство (EPC) деятельности по силовой блок и завода по производству метанола осуществляется одновременно, и что они начнутся в 2010 году. Операция предполагается начать в 2015 году.
Любой объект, например, это будет иметь длительный строительство и ввод в срок. Хотя три-четыре года могут пройти в течение которого за расходованием финансовых средств, не понимая, какие-либо доходы, чтобы упростить анализ, мгновенное строительство и запуск доходов предполагается.
Все расходы обострилась в соответствие с 2010 начала работы EPC 2015 и пуск станции.
Поступления
Метанол. США цена спотового рынка метанола была предметом многочисленных волатильности рис. 2). Например, с начала 2007 по середину 2009, спот-рынке цены в США колебалась от S79/ton к S527/ton (9), а чаще всего значительно ниже долгосрочных ставок контракта.
Поскольку значительные новые возможности метанола идет в Интернете и эффекты и продолжительность рецессии в мировой экономике, неизвестны, диапазон цен от $ 0 до S500/ton считается, со средним показателем $ 200/ton (переросла в S237/ton в 2015 г.) использованы в качестве точки отсчета.
Похоже, что метанол рынок достаточно конкурентный, чтобы исключить производителей от прохождения налогов на выбросы углерода на покупателей.
Диоксид углерода. Существует значительная неопределенность в отношении будущей стоимости CO2, так как новая нормативная база до сих пор не выполнены. Несколько нефтяных компаний заявили, что цена S25/ton находится вблизи верхней части диапазона они считают для многолетних контрактов. Таким образом, СО2 цене $ 25/ton используется здесь.
Другие pntducts. Выручка от продаж инертных газов и серы, продукты могут быть заметны в некоторых ситуациях, но не включены в этот анализ.
Капитальные затраты
Вполне вероятно, что средства для такого рода крупных завода будет представлена как пакет правительственных субсидий, долга и справедливости. Вместо того, чтобы ввести дополнительные предположения о том, насколько и условия для каждого из них, экономические сравнения основаны на 100% акционерного капитала. Учет интересов в ходе строительства был включен в капитальные расходы.
Силовая установка. На основании различных исследований, стоимость единицы $ 6, 1 25/kW используется для 500 МВт электроэнергии единственный вариант ВЦГ. Стоимостью 0165 Sl / кВт предназначен для 250 МВт, часть электроэнергии плюс метанола вариант, который включает в себя многие из тех же 500 МВт размеров компонентов, таких как газогенераторы, угольный склад и т.д.
Завода по производству метанола. Собственные информация свидетельствует о том, что нынешняя стоимость единицы для автономный нуля gasfeedstock завода по производству метанола является 5106.000 за долгота / д метанола потенциала. Поскольку некоторые выездные объектов, газификатор, и стоков, оборудование газоочистных будут доведены до операции электроэнергии поколения, скорректированных дополнительных себестоимости остальные производству метанола оценивается в $ 83300 за тонну / сутки метанола потенциала.
Улавливание и транспорта. Углекислый газ, была возвращена и продаваемые для использования на объектах, в 300 милях от его происхождения. Расходы, связанные с трубопроводной системы, в том числе рекомпрессии станции, как предполагается, составит $ 50 млн за электричество только сценарий и S45 млн. электроэнергии плюс метанола сценарии (который будет выполнять несколько меньше CO2).
Прочие основные расходы. Прочие основные расходы включают в себя восстановление капитала и окупаемость инвестиций, основные операции и обслуживание FO
Переменные расходы
Уголь. Текущие стоимости единицы Южной порошковой угля бассейна реки составляет $ 13.00/ton (10), или $ 0,74 за миллион БТЕ (млн. БТЕ), который был переросла в $ \ 5.0A/ton ($ 0.86/MMBtu) в 2015 году. Общая стоимость аккумулятора рамки, в том числе $ 9.00/ton 1/MMBtu S0.5) для перевозки, составляет $ 24.08/ton ($ 1.37/MMBtu) в 2015 году.
Углеродные laxes. Налоги на выбросы углерода (или эквивалент пособия) входят в стоимость $ 30/ton СО2 ($ 110/ton углерода.) Там неизбежно будут противоречивые мнения о том, кто должен поглотить экономическое бремя. Государственной службы комиссий еще не сигнал, как они будут решать распределения расходов вопросов. Таким образом, этот анализ предполагает, что:
* Налог на углекислый газ будет оцениваться только по генерирующая компания
* Налог на углекислый газ будет основываться на Ко, выбросы
* Государственной службы комиссий позволит только ту часть налога на выбросы углерода, которые можно отнести к производству электроэнергии, которые передаются на потребителей генерирующая компания, это рассчитывается путем умножения общей суммы налога углерода доля от общей суммы доходов представлены электроэнергии поколения.
Прочие расходы переменной. Другие основные затраты включают переменной переменная O
Финансовый прогноз
Фактические расходы и цены будут технологий, проектов и конкретных участков. Тем не менее, затраты на производство представлено в таблице 7, как полагают, будет репрезентативной. Внутренняя норма прибыли для различных цен на электроэнергию и метанола цены указаны на рисунке 3.
Одновременное производство метанола и электроэнергии экономически более привлекательным (т. е. имеет более высокий IRR), чем производство электроэнергии только в двух случаях - если цена метанола> $ 400/ton и цен на электроэнергию составляет $ 500/ton и цен на электроэнергию является
Основные вопросы
Топливо / соглашений сырья. Это практически невозможно для финансирования крупных капиталоемких проектов, таких как это, не первая обеспечении долгосрочного ftiel водоснабжения и топливо-транспортных договоров. Это поддаются урегулированию на угле и нефти-кокса на угле, но был непреодолимым для двух больших основанных на использовании биомассы растений, которые были в последнее время рассматривается в США
Продажи продукции. В США, продажи и покупки электроэнергии на коммунальные предприятия, регулируются на государственном уровне, на котором агентства, такие как кафедра коммунального хозяйства и Комиссии по государственной службе (или же названием лицо) должен одобрить каждого контракта. Это включает в себя механизмы для получения электроэнергии на конкурсной основе очень короткие сроки, например, "на сутки вперед" ставки ". Эти системы анализа большого количества технических данных для каждого завода участвующих чтобы определить, какие ставки, чтобы принять, и, следовательно, которая электростанций будет называться (или направил), так что общей структуре поставок будет иметь самые низкие расходы на налогоплательщиков.
Это будет трудно (но, конечно, не невозможно) для новой угольной завод конкурировать в регионах, которые уже имеют достаточный создания или импорта потенциала, либо с существующими полной амортизации объектов. На основе определения местоположения маргинальных исследования цен может установить, является ли определенный завода будет направлена на различных цен на электроэнергию или других растений, вероятно, будут более экономичными провайдеров. Важно отметить, что большой угольной электростанции не может быть запущена и закрыли быстро, и так как растения должны работать в какой-то минимальный уровень, владельцы иногда вынуждены предлагать искусственно низкие цены.
Метанол производится во всем мире многие коммерческие компании, а также многие государственные или контролируемые государством организации. Последние часто производственной базы и ценовых решений по целому ряду факторов, находящихся вне прибыльности, такие, как необходимость оказания поддержки местной промышленности и поддержания занятости, а также международных геополитических соображений. Новые объекты метанола придется конкурировать в этом комплексе рынке, что характеризуется крайней нестабильностью цен.
Воздействие на уровень цен. Текущий мирового производства метанола составляет около 46,9 млн. тонн / год (42,5 млн тонн / год). Предполагая, ценовой эластичности [(DQ / Q) / (Р / Р), где Q = количество и цена P =] из -0. 3, влияние одного объекта, который одновременно производит 250 МВт электроэнергии и 824 200 т / год метанола будет 5,9%. 2015 цена S237/ton могут быть снижены примерно на $ 14/ton, что весьма заметно (хотя местные рынки могут быть затронуты в большей или меньшей степени). Это не так. Тем не менее, отражают изменения спроса, что, несомненно, происходит.
Волатильности. Одновременное производство электроэнергии и химикатов предоставляет производителям 2 волатильность - спрос и цены - для каждой из двух продуктов. Эти волатильности взаимодействуют в различной степени в зависимости от экономической теории упругости каждой продукта.
Серьезное осложнение возникает потому, что там может быть наказание за несоблюдение договорных или рыночный спрос на один продукт, но может быть и ограниченной гибкости производить или не производить его без ущерба для производства ряда других продуктов. Хотя это не является необычным в химическом секторе, как правило, не возникают в электроэнергии (за исключением операций когенерационных). Ситуация еще более осложняется тем, что это экономически нецелесообразно хранить значительные объемы электроэнергии.
Распределение инфраструктуры. Поскольку продукты должны перевозиться, адекватной инфраструктуры не требуется. Небольшие количества химических продуктов, могут перевозиться автомобильным; требуют больших объемов железнодорожных, баржа или трубопровода. Многие регионы обслуживаются одной железной дороги, имеет значительное влияние переговоров.
Транспорт электроэнергии необходим доступ к электрической сети. Если существующие инфраструктуры на конкретный сайт, является недостаточным, большие капитальные затраты могут быть понесены. Кроме того, в различных разрешений может потребоваться, любой из которых может нести сопротивления со стороны общины и конкурентов - нет никакой гарантии, что разрешение будет выдано.
Регулирования рисков. Оба сектора коммунального хозяйства и химической отрасли имеют большой опыт в решении обычных вопросов регулирования. Дополнительные риски, связанные с одновременным производством электроэнергии и химических веществ является то, что утилита Регулирующий орган может требовать, чтобы все, или практически все, прибыли от химического бизнеса будет принят на потребителей электроэнергии.
Технические риски. Концепция одновременного производства электроэнергии и химических веществ не является новой - она была (и остается), проведенной на многих сайтах в течение многих лет. Хотя тестирование пилотной установки будут необходимы для конкретных углей, каждый крупный химический процесс и эксплуатации хорошо понимал, в том числе:
* Газификации угля
* Очистки синтез-газа
* Катализатора химических и конструкции реактора
* Окончательную очистку продукта
* Обработка твердых
* Хранения и транспортировки продукции
* Строительных материалов
* Окружающей среды, здоровья и безопасности.
Запуск новых сложных комплексных объекта трудно. Годовой коэффициент потенциала один завод IGCC только 55-60% в течение первого года, поднявшись на 90% после третьего года. Хотя обучение в кривой период, технический риск представляется относительно низким.
Улучшение экономической фотография
Хотя экономика производить электричество и метанол одновременно, как представляется, малоимущих, основанная на сегодняшних, вполне возможно, что картина будет меняться в будущем. Так как производство метанола является зрелой технологией, начальная улучшения, скорее всего, происходит от совершенствования процессов газификации угля, для очистки сточных вод газа, а также интеграции материальных и энергетических потоков.
Нынешнего экономического климата, а также широкое неприятие в США (и других) на использование угля практически для любых целей, представляют собой сложную политическую проблему для реализации этой концепции. Получение разрешения на строительство и сертификат для работы угле всегда трудно, требует много времени и дорого (но совершенно необходимо).
Преодоление препятствий правительства так же важна, как улучшение экономической ситуации подход, описанный здесь. Реалистичных образовательной кампании, несомненно, будет необходимо, с упором на политические лидеры, штабы государственной экологической учреждений и общественности в целом.
Следует взбунтовались, что хотя эта статья посвящена метанола, производство дополнительных или других химических веществ может быть более экономически эффективным, ни сегодня, ни в будущем.
Политические соображения,
В свое время США были одним из крупнейших производителей химической и экспортера. Эта позиция была потеряна, в частности в связи со снижением внутренних запасов нефти и газа, а также наличие относительно недорогого сырья из стран Ближнего Востока, Африки и в других местах. Уголь остается, однако, недорогой и очень обильные сырье для энергетики и химической продукции в Северной Америке.
Одновременного производства электроэнергии и химических веществ могут предложить США способ использовать эти большие запасы угля на воскресить ее понижение химической промышленности - помочь США восстановить свое выдающееся положение в качестве основного международного производителя химической и экспортера. Это может быть сделано в экологически приемлемым способом, что, несомненно, приведет к большим экономическим выгодам, по всей стране. Однако это потребует огромной политической воли. Тем не менее, было бы целесообразно на федеральном и / или государственных органов власти обеспечить научные исследования и разработки грантов, и, возможно, пересмотреть свои налоговые структуры, чтобы помочь добиться этого.
* Вабаш электростанции, Terre Haute, IN, с 1 995; Виллем Александр. BUGGENUM, Нидерланды, с 1994 г.; Полк ГЭС. Тампа, штат Флорида, с 1996 года: V Чешская Республика с 1 9%, а Elcogas, Puertol Лано, Испании, с 1997 года.
[Кинжал] Cool воды Демонстрация завод, Барстоу, Калифорния, с 1984 года.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шелли С., IGCC Производство электроэнергии - Down но не из ", Chem. Eng. Прогресс, 104 (9), с. 8-14 (сентябрь 2008).
2. Паркер, Л., и др., "Захват СО2 на угольных электростанциях: вызовы для всеобъемлющей стратегии," Рисунок 3, стр. 23, Служба Конгресса США исследований, Вашингтон, округ Колумбия (15 августа 2008).
3. Фава Р., "Два Shell процессов газификации (жидкости и твердые вещества)," представленные на Power-Gen 2005, Лас-Вегас, Невада (6-8 декабря, 2005).
4. Clferno, JP и др.?. ", Захват углерода из существующих CoalFired электростанции", CAeW. Eng. "Прогресс". 105 (4), с. 33-4 1 (апрель 2009).
5. Шелли, S., "Захват CO5: мембранные системы двигаться вперед," Хим. Eng. Прогресс, 105 (4), с. 42-47 (апрель 2009).
6. Министерством энергетики США, Национальная энергетическая технической лаборатории ", связывания углерода Атлас Соединенных Штатах и Канаде," <A HREF = "http://www.netl.doe.gov/technologies/carbon_seq/refshelf/atlas/" мишень = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.netl.doe.gov/technologies/carbon_seq/refshelf/atlas/ </ A> (2007).
7. Gallaspy Д., и др., "Газификация производство, основанное на химических продуктов из угля Иллинойс Автономное и IGCC Совместное Modes" ИТПП проект № DEV04-3, Иллинойс Чистота института угля (МЦХЛ), Картервилл, IL (2006).
8. Ларсон, Е, D., Р. Tingjin ", производство синтетического топлива при помощи непрямого по сжижению угля, энергетика Sasiainable развития, 7 (4), с. 79-102, DOI: 10.1016/SQ973-0826 (08) 60381-6 (декабрь 2003).
9. Ockerbloom, J. N-, "Метанол Update," считает, XXIV (3), стр. 20, Стокса инженерия, Вестон, штат Коннектикут (3Q2009).
10. Управление энергетической информации США, "Уголь Новости и рынков", Министерством энергетики США, EIA, <a target="_blank" href="http://tonto.eia.doe.gov/" rel="nofollow"> HTTP : / / tonto.eia.doe.gov / </> FTPROOT/coal/newsmarket/coalmar0903 13.html (13 марта 2009).
11. Иордания, J., "Метанол: Глобальный обзор", переработка углеводородного сырья, с. 55-58 (апрель 2007) [ошибки в единицах, содержащихся в таблице 5 статьи были исправлены здесь]
12. U-S. Geological Survey, "Оценка ресурсов в Спрингфилде, Херрин, Данвилл, и Бейкер углей в штате Иллинойс бассейна", USGS профессиональная бумага 1625-D, Таблица 1. стр. E27 (2002).
13. Юнион Пасифик железной дороги, "Шахтный Directory," <a target="_blank" href="http://www.uprr.com/" rel="nofollow"> www.uprr.com/ </ A> клиентов / энергию / уголь / sprb / blkthndr.shtml.
14. Управление энергетической информации США ", выбросы двуокиси углерода по секторам и Source," Таблица 1 8 в "Годовой Energy Outlook 2010" (досрочное освобождение), <A HREF = "http://www.eia.doe" целевых = "_blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.eia.doe </ A> .gQvOiaf / АЕО index.html (14 декабря 2009).
Герберт У. COOPER
Корпорация DYNASTICS
Герберт У. Купер основатель и президент корпорации Dyttalytlcs (9 Шеффилд Хилл, Woodbury, NY 11797, телефон: (516) 921-7631, факс: (516) 921-7632, E-почта: <A HREF = "Посылка : info@dynalytics.com "> <info@dynalytics.com />). На протяжении более 40 лет он занимался / п всех аспектах разработки multimiHion доллара проектов по всему миру, в том числе процесс и оборудование, проектирование, строительство, операции , экономическая оптимизация и соответствие нормативным требованиям. Он получил диплом бакалавра и магистра в области химического машиностроения города UmV. Нью-Йорк ана докторскую степень в инженерных наук (химическая технология) с Колумбийский университет. Он принимает активное участие в Айше и является председателем Метро Нью-йоркское отделение, а также является членом Американского химического общества, Нью-йоркское отделение.
