Καθαρές τεχνολογίες καύσης στερεών καυσίμων

Παρότι το μερίδιο του άνθρακα στην παραγωγή ενέργειας μειώνεται, τόσο στη χώρα μας όσο και στην Ευρωπαϊκή Ένωση, οι θερμικές μονάδες παραγωγής ενέργειας θα συνεχίσουν να παίζουν σημαντικό ρόλο στις επόμενες δεκαετίες. Σε παγκόσμιο επίπεδο, δε, ο άνθρακας θα εξακολουθήσει να κατέχει κυρίαρχη θέση στην παραγωγή ηλεκτρισμού, εξαιτίας των τεράστιων αποθεμάτων του που είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα και του σταθερού σχετικά κόστους του. Παράλληλα, η στροφή των αναπτυγμένων χωρών στις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ), εξαιτίας κυρίως των δεσμεύσεων που έχουν αναλάβει από Διεθνείς περιβαλλοντικές συμβάσεις, εισάγει προοδευτικά τη βιομάζα στο ενεργειακό τους σύστημα. Επίσης, σε καθεστώς απελευθερωμένης ενεργειακής αγοράς, βασικός κανόνας επιβίωσης ενός παραγωγού είναι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας µε κόστος µικρότερο ή το πολύ ίσο µε αυτό των ανταγωνιστών του. Συνεπώς, οι νέες μονάδες πρέπει:

• να ελαχιστοποιήσουν το κόστος λειτουργίας
• να έχουν αυξηµένη διαθεσιµότητα
• να μπορούν να αξιοποιήσουν φτωχά καύσιμα και μίγματά τους
• να µειώσουν τις εκποµπές ρυπαντών ώστε να συµµορφωθούν προς τα επιτρεπόµενα όρια, που συνεχώς γίνονται αυστηρότερα
• να αυξήσουν τον βαθµό απόδοσης τους (πολλαπλά οφέλη σε ότι αφορά το κόστος, την ισχύ, ης εκποµπές ρυπαντών κλπ).

Ειδικά για την Ελλάδα, ο λιγνίτης αποτελεί σήµερα το βασικό πρωτογενή ενεργειακό πόρο για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Όµως, συνεισφέρει σε µεγάλο βαθµό σε ρύπους, όπως οξείδια του αζώτου, οξείδια του θείου, διοξείδιο του άνθρακα και στερεά σωματίδια. Επιπλέον, οι Ελληνικοί θερμικοί σταθμοί βασίζονται στην πλειοψηφία τους σε συμβατική τεχνολογία (καύσης κονιορτοποιημένου καυσίμου), η οποία δείχνει εδώ και χρόνια την παλαιότητά της με μειωμένες αποδόσεις και φτωχή περιβαλλοντική συμπεριφορά.

Τα τελευταία χρόνια αναπτύσσεται έντονη ερευνητική δραστηριότητα για την αποδοτικότερη και καθαρότερη καύση των στερεών καυσίµων. Η έρευνα κατευθύνεται αφενός προς την εζέλιξη και βελτιστοποίηση συµβατικών κυκλωµάτων νερού-ατµού και αφετέρου προς την ανάπτυξη συστηµάτων συνδυασµένου κύκλου αεριοστροβίλου-ατµοστροβίλου. Σε ό,τι αφορά την πρώτη κατεύθυνση επιδιώκετε η αύξηση των θερµοδυναµικών χαρακτηριστικών του ατµού (θερµοκρασία και πίεση), µε συνακόλουθη αύζηση του βαθµού απόδοσης, οπότε αναφερόµαστε σε ατµοπαραγωγούς µε υπερκρίσιµα χαρακτηριστικά ατµού. Σε ό,τι αφορά τη δεύτερη κατεύθυνση, µέρος της ενέργειας παράγεται µέσω της εκτόνωσης των καυσαερίων σε αεριοστρόβιλο. Δύο είναι οι τεχνολογίες αυτού του είδους που βρίσκονται σε στάδιο βιοµηχανικής ωριµότητας. ο συνδυασµένος κύκλος µε λέβητα ρευστοστερεάς κλίνης (FBC) και ο ολοκληρωμένος συνδυασµένος κύκλος µε εξαεριωτή (lGCC).