В Ордале планируется построить завод по сжиганию отходов, основанный на новой технологии, которая улавливает и хранит CO 2 , тем самым удаляя парниковый газ из атмосферы.
SINTEF уже более 15 лет постепенно совершенствует свой опыт в области кислородного сжигания топлива, в котором для управления процессом горения используется чистый кислород вместо воздуха. Использование кислорода имеет много преимуществ, не в последнюю очередь тот факт, что он облегчает улавливание выделяемого CO 2 .
SINTEF недавно принял участие в совместном проекте с муниципалитетом Ордал в графстве Вестланд по строительству первого в мире завода по сжиганию отходов , который не только использует кислород для сжигания, но также предлагает улавливание и хранение углерода (CCS). Проект получил название NETOX и в настоящее время находится на стадии подачи заявки. Сегодня большие объемы отходов, образующихся в Норвегии, вывозятся в Швецию, где они сжигаются для использования в теплоцентралях.
«Для начала нам понадобится два-три года, чтобы спроектировать и построить демонстрационную установку», — говорит Марио Дитаранто, научный сотрудник SINTEF Energy Research.
«Затем мы должны продемонстрировать, что технология работает и является коммерчески жизнеспособной», — говорит Дитаранто. «Если все пойдет хорошо, мы сможем построить завод промышленного масштаба, который будет введен в эксплуатацию в 2030 году, став, таким образом, первым в мире демонстрационным заводом по сжиганию отходов с использованием кислородно-топливного сжигания», — говорит он.
«Полномасштабный завод будет расположен в промышленных районах, расположенных недалеко от городов, производящих большие объемы отходов и, в идеале, также производящих водород», — говорит Дитаранто.
Первоначально проект предусматривал строительство демонстрационной установки на существующем заводе по переработке Haraldrud в Осло. Тем не менее, установленные сроки сокращения выбросов CO 2 вынуждают муниципалитет Осло оценивать более проверенные и испытанные технологии.
«До сих пор мы продемонстрировали, что кислородное сжигание работает для различных смесей, которые напоминают отходы», — говорит Дитаранто. «Мы также провели моделирование камеры для сжигания отходов, и нам удалось воссоздать температуру с помощью этого метода. Однако нам нужно больше времени для разработки технологии сжигания и оптимизации печи. Мы прошли долгий путь, но технология еще много лет не созреют для перевода в промышленные масштабы», — говорит он.
Преимущество размещения завода в Ордале заключается в том, что он идеально расположен рядом с производством водорода с использованием возобновляемых источников энергии с кислородом в качестве побочного продукта. Кроме того, местный муниципалитет имеет некоторый опыт сжигания отходов.
Сжигание отходов с преимуществами
Наши отходы состоят из самых разных вещей. Он варьируется как в зависимости от местоположения, так и в плане объема. Его неоднородность затрудняет достижение оптимального сжигания, но основное преимущество кислородно-топливного сжигания заключается в том, что его можно адаптировать к различным типам топлива. Более того, можно оптимизировать сжигание независимо от типа отходов, просто внеся небольшие изменения.
«Когда мы заменяем воздух кислородом для сжигания определенного вида топлива, температура горения будет очень высокой — даже слишком высокой для печи и котла», — объясняет Дитаранто. «Но если мы поставляем CO 2 , который в этом процессе рециркулируется из дымовых газов , температура падает, позволяя сгоранию происходить при нормальных температурах. Это то, что мы называем «кислородным сжиганием», — говорит он.
«Представьте, что у нас есть отходы, такие как водонасыщенные отходы, которые труднее сжечь, чем большинство других», — говорит Дитаранто. «Если мы рециркулируем немного меньше CO 2 , температура будет несколько выше, чем при использовании только воздуха. Более высокая температура также означает, что мы добьемся более эффективного сгорания».
Недостатком кислородно-топливного сжигания являются затраты на производство кислорода. Но Дитаранто считает, что скоро на помощь придет еще одна экологически чистая технология.
«Многие технологи считают, что водород станет топливом будущего, но в настоящее время его производство остается дорогим. С другой стороны, мы видим возможности для создания отличной синергии», — говорит он.
Кислород является побочным продуктом производства водорода. Сегодня этот газ не пользуется спросом, но если его можно будет продавать мусоросжигательным заводам, производство водорода быстро станет более прибыльным, что сделает доступ к кислороду менее дорогим. Таким образом, две экологичные технологии смогут дополнять друг друга. Однако предстоит проделать большую работу, чтобы прояснить экономические аспекты такой синергии.
Фактором, который может помочь сгладить экономическую оценку, являются стремительно растущие налоги на выбросы CO 2 . Когда станет дорого выбрасывать CO 2 , будет выгоднее сокращать выбросы.
Норвегия ставит перед собой цели сократить выбросы CO 2 на 55% к 2030 году и на 90-95% к 2050 году.
«Трудно представить, как этого можно достичь без улавливания и хранения углерода », — говорит Дитаранто.
Весь CO 2 , образующийся при сжигании на пилотной установке в Ордале, будет улавливаться и транспортироваться для хранения. Проект стремится связать свою деятельность с проектом норвежского государства Langskip (Longship) CCS, который включает улавливание CO 2 в резервуарах под морским дном в Северном море.
«На самом деле это инициатива по снижению выбросов углерода, также известная как Bio-CCS», — говорит Дитаранто. «Биомасса извлекает CO 2 из атмосферы. Сжигая эту биомассу, а затем улавливая и изолируя весь образующийся CO 2 , мы фактически эффективно удаляем CO 2 из атмосферы», — говорит он.
Конкурирующие технологии
Крупные игроки, такие как Hydro, Yara, Elkem, Norcem и муниципалитет Осло, в настоящее время участвуют в различных проектах CCS. Но Марио Дитаранто не беспокоится, что кислородное сжигание будет вытеснено более устоявшимися технологиями, разрабатываемыми в рамках этих инициатив.
«Нам нужно множество различных инструментов в нашем наборе инструментов», — говорит он. «У всех технологий есть свои преимущества и недостатки. Большими преимуществами кислородно-топливного сжигания являются его гибкость, способность адаптироваться ко всем типам отходов и легкость улавливания CO 2 в процессе сжигания», — говорит он .
Стимулом для всего проекта стал вопрос, заданный Департаментом отходов и переработки муниципалитета Осло, о возможности сжигания отходов с использованием кислородно-топливного сжигания.
Норвежскими партнерами в проекте NETOX являются муниципалитет Ордала, межмуниципальная компания по управлению отходами SIMAS, энергетическая компания Østfold Energi, подрядчики по управлению выбросами углерода KANFA, химическая компания Linde, Научно-исследовательский институт Западной Норвегии (WNRI) и центр технологических инноваций. Партнеры из Швеции, Германии и Греции также участвуют в проекте, целью которого является исследование кислородно-топливного сжигания в связи как со сжиганием отходов, так и с производством цемента.
