Аккумуляторы реактор: Аккумуляторы REACTOR

Содержание

Аккумулятор АКОМ Reactor 62 R+

Аккумуляторная компания «АКОМ» — предприятие по производству и сбыту аккумуляторных батарей – была создана в 2002 году на площадях завода «Энерготехмаш» в г. Жигулевск Самарской области испанским производителем аккумуляторов Tudor (входит в корпорацию Exide). В 2005 году создано совместное предприятие с компанией «Varta Autobatterie GmbH (Johnson Controls Inc.)».

«АКОМ» производит стартерные аккумуляторные батареи формата L2, L3 и L5 номинальной емкостью от 55 до 90 А/ч с прямой и обратной полярностью по технологии «Кальций-Кальций».

Главным отличием технологии «Кальций-кальций» является замена традиционно используемой в пластинах аккумуляторов сурьмы, вредного для человека химического элемента, совершенно безвредным кальцием. Это делает аккумуляторное производство экологически чистым и безопасным.

Кроме того, использование этой технологии определяет совершенно новые эксплуатационные свойства АКБ:

1. При использовании технологии «Кальций-кальций» решетки пластин не отливаются, а прокатываются, что позволяет обеспечить высокую токособирающую способность электродов. Пластины становятся более устойчивыми к самым жестким условиям окисления и не подвергаются коррозии.

2. Технология «Кальций-кальций» позволяет увеличить пусковую мощность при отрицательных температурах и обеспечить запуск при — 40 градусах.

3. Состав сплавов, используемых при производстве батарей, обеспечивает свойство «самовыключаемости», т.е. батареи не подвергаются перезаряду. Кальциевая батарея переходит на режим «плавного дозаряда» при достижении емкости 95-97%.

4. Время саморазряда у кальциевых АКБ в 3 раза больше, чем у сурьмянистых, что позволяет значительно увеличить срок хранения заряженной батареи. 5. Одно из главных преимуществ кальциевых батарей в том что электролит не «выкипает» при напряжении до 16 В. Это позволяет сделать кальциевые аккумуляторы необслуживаемыми, т.е. не требующими доливки воды. Практически при исправной системе зарядки и при условии правильной эксплуатации рабочий уровень электролита сохраняется в течение 3 лет.

В 2008 году была выпущена новая серия аккумуляторов — «REACTOR».

Батареи серии «REACTOR» отличаются максимально высокими значениями тока холодной прокрутки, что в сочетании с передовой европейской технологией Кальций-Кальций позволяет обеспечить запуск автомобиля, как в холодную, так и жаркую погоду. Cовместно с западными специалистами на заводе была разработана уникальная технология производства надежных и недорогих батарей. Заменив дорогостоящие импортные компоненты и комплектующие, технические специалисты нашли оптимальный баланс между привлекательной ценой и высоким качеством.

По результатам многочисленных исследований батареи стабильно выдают высокие характеристики и полностью отвечают запросам потребителей.

В технологии производства серии «REACTOR» был использован целый комплекс новых решений:

  • легирование серебром;
  • использование особых активных масс при производстве пластин;
  • оптимизация состава кальциевых сплавов и электролита.

Батареи АКОМ Reactor полностью отвечают требованиям систем электропитания иномарок и прекрасно обеспечивают работу полного комплекта энергопотребителей на борту.

Модельный ряд сформирован на основе данных автомобильного парка России и стран СНГ, а также последних тенденций продаж автомобилей.

Высокое качество продукции «АКОМа» заслужило положительную оценку партнеров и специалистов автозаводов.

Аккумуляторная батарея серии «REACTOR» — обладатель диплома «Новинка года» по программе «100 лучших товаров России» в 2008 году.

В Японии разрабатывают самую ёмкую и мощную батарею в мире

В настоящее время японскими стартаперами разрабатывается новая, инновационная батарея, с помощью которой можно будет хранить энергии за пределами Земли. Это нужно прежде всего для того, чтобы в будущем была возможность питать энергией космические роверы, различных роботов и другую электронику.

Ни для кого ни секрет, что сейчас активно разрабатываются всевозможные варианты по освоению космоса. Первым таким местом может быть Луна. В качестве источника питания можно было бы использовать солнечные батареи, однако в определённые области Луны могут оставаться без солнечного света на протяжении нескольких недель. Именно поэтому японский стартап «Ispace» собирается запустить свой инновационный твердотельный аккумулятор на поверхность Луны уже в 2021 году. В случае успеха это может сильно поспособствовать освоению Луны и изучению всего космоса.

Твердотельные аккумуляторы могут очень серьёзно нам помочь. В отличие от литий-ионных аккумуляторов, которые используются в смартфонах и электрокарах, имеющих жидкую структуру строения, твёрдотельное решения является более перспективным. Литий-ионные аккумуляторы используют электролиты — легковоспламеняющийся жидкий материал, передающий ионы. Данное средство хранение крайне проблематичное, так как при высокой температуре аккумулятор может взорваться, а при низкой замёрзнуть и полностью отключится. Твердотельная батарея лишена данных недостатков, ведь здесь электролит представлен твёрдым материалом. Так же сложив множество слоёв данной батареи, можно её сделать крайне компактной. Так твердотельное хранилище позволит хранить больший объём энергии, а так же заряжать её быстрее литий-ионной. Данная батарея сможет выдерживать невероятно высокие и низкие температуры.

Предлагаемая батарея изготавливается компанией из Японии «NGK Spark Plug». Конкретные характеристики ещё не известны, но уже известно что будет использован керамический электролит — стабильный и надёжный материал.

Цель испытания батареи проста — проверить поведение аккумулятора в вакууме ледяного космоса. Однако существует и некое препятствие. Заключается оно в том, что цикл заряда всех, в том числе и твердотельных батарей крайне ограничен. Это серьёзный недостаток, так как в космосе всё должно быть как можно более долговечным. Этот вид батареи не приобрёл популярности на самой Земле в связи с тем, что их производство крайне дорогое, а срок их службы, например в смартфоне был бы не более 18 месяцев. Так же ряд аналитиков заявляет, что твердотельные батареи не будут коммерциализированы вплоть до середины 2020 года.

Многие считают, что в настоящее время твердотельные батареи достаточно сыры, и их можно будет активно использовать только через 5-10 лет. Однако есть ещё один вариант хранения энергии в космосе — традиционные литий-ионные аккумуляторы, в совместимости с системой управления температурным режимом, что уже используется на МКС.

Только в 2020-2021 году мы сможем понять на сколько эффективны твердотельные аккумуляторы на данный момент, и когда мы сможем их использовать в повседневной жизни.

Сжечь нельзя переработать: разные грани одной дискуссии

О плюсах и минусах мусоросжигания в России спорят порой даже больше, чем об изменении климата. Термическую обработку отходов горячо обсуждают все, кто хоть как-то интересуется здоровьем населения и окружающей среды. Сейчас в стране сформировалось два лагеря с полярными точками зрения. Одни говорят, что без огня не обойтись, приводят в пример Европу и считают, что за мусоросжигательными заводами (МСЗ) будущее. Другие не приемлют строительства подобных предприятий, указывают на их технологические несовершенства, губительные побочные эффекты и ругают продвигаемую властями систему обращения с отходами. Впрочем, давайте рассмотрим вопрос мусоросжигания нейтрально.

Пути отходов неисповедимы

В 2018 году компания «РТ-Инвест», входящая в госкорпорацию «Ростех», начала строительство пяти новых мусоросжигательных заводов. Сейчас их возводят в Казани и подмосковных городах – Воскресенске, Ногинске, Солнечногорске и Наро-Фоминске, запуск ожидается в 2022-2024 годах.

Весной 2020-го Росатом, ВЭБ.РФ и «Ростех» подписали соглашение о сотрудничестве и заявили о строительстве еще 25 МСЗ по всей стране. В феврале в Государственной думе прошло совещание, посвященное развитию отрасли термической переработки отходов. Там «РТ-Инвест» представила список регионов, где могут быть построены новые заводы. Вероятнее всего, МСЗ, или, как их еще называют, мусорные теплоэлектростанции (МТЭС), появятся на черноморском побережье в районе Сочи, Кавминвод и в Крыму.

В плане также значились Петербург и Ленинградская область, Нижний Новгород, Самара, Тольятти, Ростов-на-Дону, Таганрог, Челябинск, Волгоград, Екатеринбург, Новосибирск, Уфа, Пермь. Список предварительный, но серьезные намерения госкорпораций ясны. По их расчетам, строительство новых заводов поможет закрыть более 25 существующих свалок и предотвратить появление 80 мусорных полигонов.

Возводимые сегодня в Казани и Московской области заводы в совокупности смогут сжигать 3,35 млн тонн отходов в год, а 25 будущих предприятий возьмут на себя утилизацию еще порядка 15 млн тонн. Если строительство состоится, то к 2030 году в России будет как минимум 30 МТЭС, которые смогут обрабатывать 15-20% образующихся в стране отходов. Строительство заводов идет в рамках «мусорной» реформы, а «РТ-Инвест» позицио­нирует себя и борцом за чистоту, и производителем «зеленой» энергии – только первые пять предприятий компании будут вырабатывать 2320 млн кВт*ч в год.

«РТ-Инвест» строит не только МСЗ, но и комплексы сортировки отходов, а также владеет несколькими региональными операторами Подмосковья и Татарстана. На первый взгляд, компания занимается благим делом – стремится сократить объемы полигонного захоронения, внедряет раздельный сбор отходов в регионах, сор­тирует мусор. Однако с каждым годом недоверие к ней со стороны населения и экологических организаций растет.

Дело не столько в «РТ-Инвесте», сколько в общенародных настроениях (например, люди не верят «мусорной» реформе и решениям правительства в целом; см. семинар «Беллоны» «Мусоросжигание. Что может пойти не так. Взгляд из Европы»). Начиная с 2017 года в стране постоянно проходят протесты, так или иначе связанные с темой отходов. Жители недовольны созданием полигонов, строительством мусоросжигательных заводов и высокой платой за вывоз ТКО. Масло в огонь подливают и всевозможные изменения в законодательстве.

Так, в 2019 году в Федеральный закон № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» была внесена поправка, которая приравняла сжигание мусора к переработке, а отходы, после извлечения из них полезных компонентов на объектах обработки, были признаны возобновляемым источником энергии. Эта игра с терминами насторожила активистов, экологов и ученых, а мусоросжигание стало обсуждаться как никогда громко.

Возможно, строительство МСЗ не стало бы такой горячей темой, если бы не странное решение федеральных властей поднять термическое обезвреживание отходов в списке госприоритетов (подробности – в онлайн-конференции «Сжигание отходов как наилучшая доступная технология? Риски и альтернативы»).

Сжигание – предпоследняя ступень пирамиды, на которую стоит спускаться лишь в том случае, если не удалось применить знаменитый принцип 3R (reduce, reuse, recycle): предотвратить и сократить отходы, подготовить их для повторного использования или переработать в новые материалы.

Теперь власть критикуют (см., например, меморандум Альянса против сжигания и за переработку отходов) за выбор «простого пути» – вместо того, чтобы стимулировать индустрию переработки, запрещать оборот одноразовой упаковки из неликвидных материалов, внедрять повсеместный раздельный сбор и просвещать население, правительство направляет средства на строительство «печей» для сжигания ценных ресурсов в качестве топлива. Конечно, поток отходов обещают предварительно сортировать, извлекать из него вторичное сырье и органику для производства новых материалов и техногрунта, а МСЗ будут «скармливать» только «хвосты». Но словам чиновников и глав корпораций верить не хотят – ведь если бы приоритеты были расставлены в соответствии с иерархией обращения с отходами, на строительство МТЭС не направлялось бы столько ресурсов.

В свою очередь «РТ-Инвест» как монополист в строительстве МСЗ стала «инквизитором» в глазах общественности – компанию подозревают в лоббировании собственных интересов. Жители городов, где идет строительство первых пяти МСЗ, долго не могли получить от фирмы проектную документацию для проведения общественной экологической экспертизы. Пришлось запрашивать документы через суд и выходить на митинги. Но эти протесты не увенчались успехом – строительство продолжается, а «РТ-Инвест» заявляет о безопасности возводимых объектов и наличии разрешений. Из-за непрозрачной политики компании жители регионов, где планируют соорудить 25 других МСЗ, боятся, что их мнение тоже не будет учтено.

Время сжигать «хвосты»

«РТ-Инвест» утверждает, что их заводы будут перерабатывать отходы в электроэнергию без вреда для окружающей среды. В качестве основной технологии компания выбрала метод сжигания на колосниковой решетке, который давно прижился на подобных заводах за рубежом. Техническим партнером компании выступает японско-швейцарский концерн Hitachi Zosen Inova – один из мировых лидеров по проектированию предприятий Waste to Energy.

По заверениям «РТ-Инвеста», процесс трансформации отходов в электроэнергию будет проходить следующим образом. «Хвосты» выгружают в приемный бункер, после чего грейферные краны захватывают отходы и перемещают их в систему термообработки. Там при температуре 1260 °С мусор сжигают на подвижной колосниковой решетке. Дымовые газы, образующиеся в процессе, проходят трехступенчатую систему очистки. Сначала они поступают в котел, где более двух секунд выдерживаются при температуре свыше 850 °С (это обеспечивает разрушение диоксинов) и «опрыскиваются» карбамидом для нейтрализации оксида азота.

Далее направляются в реактор, который очищает «печные выхлопы» от органических веществ, кислотных составляющих и тяжелых металлов с помощью активированного угля и гашеной извести. Также в реакторе разрушаются вторичные диоксины, образующиеся в котле. И, наконец, третья ступень  – рукавные фильтры, задерживающие золу, пыль и продукты газоочистки.

Очищенные газы удаляются через трубу в атмосферу. На выходе из нее датчики в режиме реального времени считывают информацию о концентрации вредных веществ. Получаемый в котле пар идет в турбогенератор – он производит энергию. Примерно 5-10% электричества завод будет использовать на свои нужды, а остальное пустят в общественную электросеть.

В процессе сжигания образуется два побочных продукта: шлак (30% от массы, или 10% от входящего объема отходов) и зола (3% от общего объема после сжигания). Шлак охладят, выгрузят на ленточный конвейер и выберут из него металлы на переработку. Остатки будут использованы в дорожно-строительных работах. Более мелкая и летучая зола намного токсичнее шлака и относится к III классу опасности. «РТ-Инвест» планирует нейтрализовать ее путем цементирования, хотя как именно будут поступать с золой, до конца не ясно – проект еще не утвержден.

Представители компании также заявляли, что в дополнение к четырем подмосковным МСЗ они хотят построить перерабатывающую фабрику для золы и шлака, где будет применяться передовая технология Carbon 8. С ее помощью из зольного остатка должны получать минерально-строительный материал, который может использоваться при возведении дорог и промышленных объектов.

Интересно, что ученые РАН не поддержали строительство МСЗ. После общественных протестов Генпрокуратура попросила научное сообщество озвучить свою позицию по этой проблеме. Эксперты заявили, что «сжигание мусора без предварительной сортировки на колосниковой решетке с последующей трехступенчатой очисткой дымовых газов в условиях нашей страны неприемлемо». Более того, научный совет РАН по глобальным экологическим вопросам считает технологию Hitachi Zosen Inova устаревшей. В «РТ-Инвесте» эти выводы назвали некорректными.

По мнению дочки «Ростеха», у сжигания «хвостов» есть несколько неоспоримых плюсов. Во-первых, снижается доля полигонного захоронения – это позволяет экономить земельные ресурсы, которых в стране с каждым годом становится меньше. Уже сейчас общая площадь мусорных полигонов в России превышает 4 млн гектаров, что сопоставимо с территорией Швейцарии или Дании. Во-вторых, выбросы диоксинов от МСЗ в несколько раз ниже, чем от горящих свалок. В-третьих, электроэнергией, побочным продуктом сгорания отходов, можно снабжать районы и даже целые города. Еще к положительным сторонам возводимых МСЗ «РТ-Инвест» относит создание новых рабочих мест, локализацию оборудования и вторичное использование шлака.

Гори оно все огнем

Помимо прямого сжигания есть еще несколько вариантов термообработки отходов. Один из них – изготовление RDF (Refuse Derived Fuel) или SRF (Solid Recovered Fuel). В России этот вид альтернативного топлива пока не получил широкого распространения, однако первые шаги уже сделаны. Петербургское предприятие «Ресурсосбережение» уже 10 лет производит такое топливо. А в январе 2021 года на комплексе сортировки и переработки отходов «Восток», который принадлежит московской компании ЭкоЛайн, появился отдельный участок для производства RDF.

После сортировочной линии сюда будут направлять неликвидные «хвосты» (половину от общего потока отходов). Из них выберут около 25% сложноперерабатываемых полимеров. Затем пластики измельчат в шредере и отправят на цементные или металлургические заводы. Там их смешают с другими «высококалорийными» горючими компонентами: бумагой, картоном, деревом, текстилем, резиной или кожей. В итоге бытовой мусор превратится в твердое топливо для заводских печей.

Главное отличие SRF от RDF в том, что компоненты для первого проходят более строгий отбор, оно предсказуемо и стандартизировано, а теплотворные способности и качество RDF могут различаться.

Пиролиз – тоже способ термической обработки отходов. В вакууме под действием высокой температуры полимерные материалы или органические вещества разлагаются на синтез-газ и пиролизное топливо, которое впоследствии может использоваться в котельных и электрогенераторах. Также из пиролизного топлива выделяют бензин, керосин или солярку. А сухой остаток после термической деструкции используется, в зависимости от природы исходных отходов, для рекультивации земель, строительства или производства угольных брикетов.

И дым Отечества не сладок, не приятен

Перспектива подобного обращения с отходами устраивает не всех. Мусоро­сжигание разожгло огонь негодования в сердцах неравнодушных граждан, а общественные экологические организации «РазДельный сбор», российский Гринпис и ЭКА решили объединить усилия, создав Альянс против сжигания и за переработку отходов. Почему же активисты выступают против строительства МСЗ, если подобные предприятия помогают сокращать объем захоронения?

  1. Проблема полигонов не решается строительством МСЗ. По подсчетам Гринпис, от исходной массы отходов после сжигания остается около 30% золы и шлака. То есть количество мусора сокращается лишь в три раза – остатки все равно придется где-то хранить. Обещаниям «РТ-Инвеста» полностью использовать шлак в дорожно-строительных работах и перерабатывать золу по технологии Carbon 8 верят с трудом. Компания так и не начала строительство отдельного перерабатывающего предприятия для продуктов сжигания, а в распоряжении государственной экологической экспертизы от 2018 года (на строительство подмосковных МСЗ) рекомендовано выво­зить шлак и золу на полигон токсичных отходов в Томск.

Более того, на выходе из МСЗ отходы становятся токсичнее, чем на входе. Если перед отправкой в «печь» мусор обладает IV-V классом опасности, то после он приобретает III-IV класс. Поскольку не все полигоны в стране способны принимать такие отходы, для их размещения придется выделять новые площади.

  1. Нарушается иерархия обращения с отходами. Максимальное использование исходного сырья, предотвращение и сокращение образования мусора, а также его обработка, утилизация и обезвреживание – приоритеты обращения с отходами, закрепленные в такой последовательности в ст. 1 Федерального закона № 89-ФЗ. Это значит, что сжигание (обезвреживание) можно применять только в тех крайних случаях, когда другие варианты почему-то не подходят. А пока в стране не налажена эффективная система раздельного сбора и рециклинга отходов, продвижение проекта по строительству МСЗ – прямое нарушение приоритетов госполитики.
  2. Мусоросжигание не способствует развитию циклической экономики. Сжигание (обезвреживание) отходов стали считать переработкой (утилизацией) из-за подмены понятий в законодательстве. По мнению чиновников, энергия, получаемая при термообработке отходов, способствует развитию циклической экономики, ведь электричество – это новый продукт, который «дарят» нам МСЗ. Но активисты считают сжигание уничтожением уже добытых ресурсов и прерыванием материального цикла. Таким образом, власти поощряют добычу новых ископаемых, истощение природных ресурсов, загрязнение почв, воды и воздуха. Поэтому Альянс против сжигания и за переработку отходов требует признать понятие энергетической утилизации нелегитимным и запретить считать сжигание отходов рециклингом (утилизацией).

Кроме того, циклическая экономика не должна начинаться с уже образовавшихся отходов. Необходимо принять предупреждающие меры – запретить использование заведомо неперерабатываемых товаров короткого срока службы («сложная» упаковка), поработать над унификацией выпускаемых на рынок материалов и форматом их продаж.

Активисты также боятся, что в текущих условиях мусоросжигательные заводы будут конкурировать с перерабатывающими предприятиями за сырье. МСЗ нужно будет чем-то «кормить», а изъятие из общего потока отходов ценных фракций – бумаги, ПЭТ-бутылок и других пластиков снижает теплотворную способность ТКО. В таких условиях становится невыгодно внедрять раздельный сбор, сортировать отходы, развивать отрасль переработки и вкладывать средства в развитие новых рециклинговых технологий. Ведь легче по-прежнему выпускать на рынок неликвидные материалы, использовать их в качестве топлива для МСЗ и получать электричество.

  1. России не нужно столько энергии. Уже сейчас в стране производится избыток электроэнергии, а генерировать на МСЗ дополнительные киловатты выходит дороже, чем на традиционных ТЭЦ, ГЭС и АЭС. Что будет с этой энергией – пока не ясно. Скорее всего, оптовым покупателям электричества навяжут обязательное пользование «энергией из отходов» по повышенному «зеленому» тарифу. Не исключено, что в ответ на это компании увеличат стоимость выпускаемых товаров и услуг, – а это скажется на населении.

«Мусорная» энергия бьет и по возобновляемым источникам энергии (ВИЭ). Чиновники решили, что раз отходы будут образовываться всегда, то их можно приравнять к ВИЭ. Этот постулат закрепили и в Федеральном законе № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления». Однако эта формулировка противоречит другому закону – № 35-ФЗ «Об электроэнергетике», в котором закреплено определение ВИЭ. К ним не относятся «отходы, полученные в процессе использования углеводородного сырья и топлива». Но если обратить внимание на морфологию «хвостов», предназначенных для сжигания, можно увидеть, что большую их часть составляют пластики, резина, текстиль и композитные материалы – то, что было произведено с использованием углеводородного сырья. Эта нелепая подмена формулировок может привести к тому, что «простая» энергия из отходов будет препятствовать развитию «сложной», но настоящей альтернативной энергетики – солнечной и ветровой.

  1. Влияние на здоровье населения и окружающую среду. МСЗ с нулевым выбросом токсичных веществ не существует. Так или иначе, заводы выбрасывают в атмосферу диоксины, фураны, полициклические ароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы, нафталины, хлорбензолы, тяжелые металлы (ртуть, кадмий, свинец) и другие вещества. Многие из них токсичны и способны накапливаться в окружающей среде и живых организмах. На сжигание могут попасть и опасные отходы: аккумуляторы, ртутные лампы и градусники, поскольку в России еще не налажен их сбор. Также среди отходов могут встречаться «ядовитые» пластики – полистирол, поливинилхлорид и смесовые полимеры. Токсичные вещества, «излучаемые» МСЗ, приводят не только к развитию онкологии и гормональному сбою, но также вызывают тяжелые респираторные заболевания.

Система очистки дымовых газов, которую планирует устанавливать «РТ-Инвест» на свои предприятия, имеет свои изъяны. Фильтрация будет проходить всего в три ступени, в то время как страны Запада используют более сложную и практически не применяемую в России пятиступенчатую очистку. Согласно расследованию «Активатики» (сообщество гражданских и экологических активистов) даже на скандально известном московском МСЗ № 4 в Руднево (местные жители уже много лет добиваются его закрытия) «выхлопы» «отмывают» лучше. Система, предлагаемая «РТ-Инвестом», больше похожа на метод очистки дымовых газов, который применялся на МСЗ № 2 в Алтуфьево, – его по многочисленным жалобам законсервировали в 2015 году. «Ростех», в свою очередь, заверяет, что новые заводы не будут похожи на старые «керосинки», вот только верить им не хотят.

Помимо этих факторов процесс непрерывного сжигания отходов приводит к изменению микроклиматических условий в местах установки МСЗ. «Печи» – еще один серьезный источник выбросов СО2. Россия и без того не спешит выполнять обязательства по Парижскому соглашению и контролировать эмиссию парниковых газов, а МСЗ только «подбросят дров» в нагревающийся климат. В Европе, на которую любят равняться политики и главы госкорпораций, с 2017 года происходит постепенный отказ от сжигания  – особое внимание теперь уделяется развитию рециклинга. К 2035 году члены Евросоюза должны увеличить долю переработки отходов до 65% (при этом сжигание не считается методом рециклинга).

Труба мусоросжигательного завода Шпиттелау в Вене. Фото: H. KoPP/fl ickr.com

По мнению Альянса против сжигания и за переработку отходов, неперерабатываемых отходов не существует. Даже те 50% «хвостов», которые остаются после сортировки на комплексах, можно «пустить в дело» – были бы технологии (и деньги). Яркий тому пример – компания TerraCycle, сумевшая найти подход к переработке разных отходов: от окурка до скамейки, правда эти технологии пока слишком дороги и не масштабированы.

Решение, которое предлагает оппозиция мусоросжиганию, – оставлять тщательно отсортированные «хвосты» на высокотехнологичных полигонах (современных хранилищах) до лучших времен, пока не появятся технологии, способные переработать «остатки былой роскоши». Сегодняшний неликвид можно спрессовать так, чтобы он занимал меньше места, а для исключения неприятных запахов, выбросов парниковых газов и фильтрата – убрать из него пищевые и другие органические отходы.

Изготовление RDF/SRF-топлива и применение пиролиза тоже считаются неэффективными способами обращения с отходами, ведь они так или иначе направлены на уничтожение ресурсов, которые могут быть переработаны (сейчас или в будущем) и возвращены в экономический цикл в виде новых товаров. Более того, на RDF-топливо в России практически нет спроса.

Есть ли свет в конце тоннеля

Однако метод «оставить на будущее» тоже вызывает опасения, и вот почему.

Во-первых, это такое же нарушение иерархии обращения с отходами. Захоронение (или размещение) стоит на последнем месте пирамиды – сразу после сжигания. Это самый неприоритетный способ обращения с «хвостами». И хотя МСЗ не решают проблему возникновения полигонов до конца, для размещения золошлаковых отходов понадобится меньше места, нежели для хранения как минимум 50% образующихся в стране отходов (при условии, что все регионы немедленно внедрят раздельный сбор и построят сортировочные комплексы), а то и большего количества. Людям не нравятся полигоны – самые громкие протесты возникают именно из-за открытия новых мест захоронения. Уже сейчас общественность настроена против свалок. Неизвестно, как население отреагирует на хорошо оборудованные, безопасные для природы и приятно пахнущие «хранилища». Конечно, в безвредные МСЗ тоже мало кто верит, однако вариант полигонного захоронения по-прежнему остается наименее предпочтительным.

Обостряет ситуацию сложившаяся в стране атмосфера недоверия к любым обещаниям. «Россия» и «контроль безопасности» воспринимаются людьми как вещи несовместимые, а потому, какое бы решение в итоге не было выбрано, оно будет вызывать сомнения, ведь существует риск некачественного исполнения работ и недостаточного надзора за инженерными сооружениями.

Во-вторых, здесь важен вопрос технологий. Сложно заранее предположить, как будут вести себя спрессованные брикеты с «хвостами». Даже если все регионы внедрят раздельный сбор и смогут выделять из потока 20% вторсырья, 30% органики и оставлять 50% отходов на размещение – не факт, что эта половина неликвидных сегодня фракций будет «сухой». Там могут остаться засоры – органика или токсичные элементы, которые вступят в реакцию с пластиками (их в «хвостах» больше всего). Это испортит материалы и приведет к выбросам – не таким высоким, как на обычных свалках, но парниковых газов все равно не избежать.

Да и когда конкретно появятся технологии, способные переработать такое количество «трудных» материалов? Смогут ли они масштабироваться на всю страну? Как долго будут использоваться эти «хранилища»? Что к тому времени станет с нынешними «хвостами»? Насколько сегодняшний неликвид может быть полезен в изготовлении новых материалов? И главный вопрос: так ли нужен грядущему поколению наш мусор?

Количество отходов с каждым годом будет расти, а люди продолжат потреб­лять товары. Если технологии рециклинга «сложных» фракций и получат распространение, то в будущем появится достаточно новых отходов, требующих внимания и переработки. Оставлять потомкам тысячи тонн условно ценных материалов – решение, которое не так уж и соответствует устойчивому развитию.

Также не стоит забывать, что у каждой фракции есть свой лимит использования. Процесс рециклинга, как правило, снижает качество исходного материала, поэтому перерабатывать отходы бесконечно нельзя – в итоге от них надо избавляться (захоранивать или сжигать). А если в будущем наладится процесс переработки всех возможных материалов, то как поведет себя рынок? Смогут ли производители работать с такими объемами вторичного сырья? Применение переработанных материалов в жизни и изготовлении предметов хоть и велико, но не безгранично.

И, в-третьих, одно другому не мешает. Даже при наличии МСЗ можно развивать индустрию переработки и продвигать идею «жизни без отходов». Выход на рынок неликвидных материалов должен контролироваться расширенной ответственностью производителя (РОП). Именно этот механизм позволяет придерживаться верхних ступеней иерархии – предотвращать и сокращать количество отходов, а также помогает направлять на переработку большее количество ресурсов.

Но в момент, когда отходы не удалось по тем или иным причинам переработать, возникает вопрос: как поступать с ними дальше? Поэтому смешивать проблему мусоросжигания и захоронения (этапы, где мусор уже есть) и неэффективный механизм РОП (когда отходов еще нет) – не совсем корректно.

Что же получается: мусоросжигательные заводы – плохо, захоронение – еще хуже, переработка – хороша, но имеет свои ограничения. Есть ли свет в конце тоннеля из отходов? Дискуссия по этой теме не закрыта и будет продолжаться еще долго, ведь одной «таблетки», которая могла бы решить все проблемы, нет. Нельзя однозначно сказать, что мусоро­сжигательные заводы – это хорошо, а полигоны – плохо, как и наоборот. Мировой опыт показал, что без сжигания система обращения с отходами не развивается. Но эта система нуждается в правильном регулировании: эффективном механизме РОП и поддержке отрасли переработки со стороны государства.

В странах Европы широко применяется процедура LCA (Life Cycle Assessment) – оценка жизненного цикла, которая помогает комплексно определить потенциальное экологическое воздействие от услуги или продукта на окружающую среду. Часто этот инструмент применяют и в решении вопросов, связанных с отходами. Научный сотрудник кафедры устойчивого развития финского университета LUT Наталья Виницкая специализируется на LCA-оценке и советует обратить на нее особое внимание: «LCA помогает сформировать для каждого конкретного региона свою систему обращения с мусором, выбрав наименее вредный для окружающей среды вариант с учетом особенностей и технических возможностей местности. В каких-то случаях лучше окажется переработка максимального числа фракций и захоронение «хвостов».

В других – частичная переработка и сжигание отходов, для обеспечения региона электроэнергией и теплом вместо ископаемых источников топлива, на которых работают ТЭС. Поэтому такой большой стране, как Россия, тоже не помешает провести LCA-анализ для каждого региона, чтобы принимать решение о строительстве новых мусоросжигательных и других заводов на основе системного анализа».

Недоверие к внедряемым технологиям, опасение за здоровье, страх того, что Россия «пойдет по плохой дорожке» и будет все отправлять на сжигание, – велики и обоснованны. Чего только стоят поправки в законодательстве, рушащие любую надежду на цивилизованный подход к проблеме отходов. Да, легче построить «печи», чем заниматься сортировкой, переработкой, просвещением населения и изменением парадигмы потребления.

У властей, с одной стороны, – недовольное полигонами население, с другой – бизнес, лоббирующий сжигание, с третьей – экологи и активисты, требующие внедрения раздельного сбора. Третий вариант занимает много времени и не приносит дохода, а отходов с каждым днем становится все больше. МСЗ – «пилюля», которая временно снимает боль, но не устраняет ее источник. Поэтому совет здесь один: искать новые решения, развивать систему поэтапно и не нарушать принятую во всем мире иерархию обращения с отходами.

3Q: Почему «ядерные батареи» предлагают новый подход к безуглеродной энергии | MIT News

Мы, возможно, стоим на пороге новой парадигмы ядерной энергетики, недавно группа ядерных специалистов предложила в The Bridge , журнале Национальной инженерной академии . Подобно тому, как большие, дорогие и централизованные компьютеры уступили место широко распространенным сегодня ПК, появилось новое поколение относительно крошечных и недорогих заводских реакторов, предназначенных для автономной работы по принципу plug-and-play, аналогичной подключению крупногабаритной батареи. на горизонте, говорят они.

Эти предлагаемые системы могут обеспечивать теплом для промышленных процессов или электричеством военную базу или район, работать без присмотра в течение пяти-десяти лет, а затем доставляться на завод для дозаправки и ремонта. Авторы — Якопо Буонджорно, профессор ядерной науки и техники Массачусетского технологического института (TEPCO); Роберт Фрида, основатель GenH; Стивен Аумайер из Национальной лаборатории Айдахо; и Кевин Чилтон, командующий Стратегическим командованием США в отставке, окрестили эти малые электростанции «ядерными батареями».«Благодаря своей простоте в эксплуатации, они могут сыграть значительную роль в обезуглероживании мировых электроэнергетических систем, чтобы предотвратить катастрофическое изменение климата», — говорят исследователи. MIT News попросил профессора Буонджорно описать предложение своей группы.

Q: Идея небольших модульных ядерных реакторов обсуждалась уже несколько лет. Чем отличается это предложение по ядерным батареям?

A: Устройства, которые мы описываем, доводят эту концепцию заводского изготовления и модульности до крайности.В более ранних предложениях рассматривались реакторы мощностью от 100 до 300 мегаватт электрической мощности, что в 10 раз меньше, чем традиционные большие ядерные реакторы гигаваттного масштаба. Их можно собрать из компонентов заводского изготовления, но они все равно требуют некоторой сборки на месте и большой подготовительной работы на месте. Таким образом, это улучшение по сравнению с традиционными растениями, но не меняет правила игры.

Эта концепция ядерной батареи действительно отличается из-за физического масштаба и выходной мощности этих машин — около 10 мегаватт.Он настолько мал, что вся электростанция фактически построена на заводе и умещается в стандартном контейнере.

Это дает несколько преимуществ с экономической точки зрения. Развертывание этих ядерных батарей не влечет за собой управление большой строительной площадкой, которая была основным источником задержек с графиком и перерасхода средств для ядерных проектов за последние 20 лет.

Ядерная батарея развертывается быстро, скажем, за несколько недель, и становится своего рода службой энергии по запросу.Атомную энергетику можно рассматривать как продукт, а не как мегапроект.

Q: Вы говорите о потенциально широком распространении таких агрегатов, в том числе даже в жилых районах, для питания целых кварталов. Насколько люди могут быть уверены в безопасности этих растений?

A: Разрабатываемые конструкции ядерных батарей исключительно надежны; на самом деле это один из аргументов в пользу этой технологии. Небольшой физический размер помогает обеспечить безопасность различными способами.Во-первых, количество остаточного тепла, которое необходимо отвести при остановке реактора, невелико. Во-вторых, активная зона реактора имеет высокое отношение площади поверхности к объему, что также упрощает поддержание ядерного топлива в холодном состоянии при любых обстоятельствах без какого-либо внешнего вмешательства. Система, по сути, сама о себе позаботится.

В-третьих, реактор также имеет очень компактную и прочную стальную защитную конструкцию, окружающую его для защиты от выброса радиоактивности в биосферу. Для повышения безопасности мы предполагаем, что на большинстве площадок эти ядерные батареи будут располагаться ниже уровня земли, чтобы обеспечить дополнительный уровень защиты от атакующей силы.

Q: Как мы узнаем, что эти новые типы реакторов будут работать, и что должно произойти, чтобы такие блоки стали широко доступными?

A: НАСА и Лос-Аламосская национальная лаборатория продемонстрировали микрореактор для космического применения за три года (2015–2018 гг.) От начала проектирования до изготовления и испытаний. И это обошлось им в 20 миллионов долларов, используя имеющуюся инфраструктуру ядерных технологий Министерства энергетики. Эти затраты и график на несколько порядков меньше, чем для традиционных крупных атомных электростанций, которые легко обходятся в миллиарды и строятся от пяти до десяти лет.

В настоящее время полдюжины компаний разрабатывают собственные конструкции. Например, Westinghouse работает над ядерной батареей, в которой для охлаждения используется технология тепловых труб, и планирует запустить демонстрационную установку через три года. Это будет пилотная установка в одной из национальных лабораторий, например, в Национальной лаборатории Айдахо, в которой есть ряд объектов, которые модифицируются для размещения этих небольших реакторов и проведения на них интенсивных испытаний.

Например, реактор может подвергаться более экстремальным условиям, чем когда-либо встретиться при нормальной эксплуатации, и тем самым показать прямым испытанием, что пределы отказов не превышены.Это дает уверенность для последующей фазы широкомасштабной коммерческой установки.

Эти ядерные батареи идеально подходят для обеспечения устойчивости во всех секторах экономики, обеспечивая стабильный и надежный источник безуглеродной электроэнергии и тепла, который можно разместить там, где требуется его выработка, что снижает потребность в дорогостоящих и деликатных инфраструктура передачи и хранения энергии. Если они получат такое широкое распространение, как мы предполагаем, они могут внести значительный вклад в сокращение мировых выбросов парниковых газов.

U-аккумулятор

U-аккумулятор

Согласны ли вы с тем, что этот веб-сайт размещает файлы cookie на вашем устройстве? Вы можете узнать больше, прочитав нашу политику в отношении файлов cookie.

Принимать файлы cookie

Энергетическое решение будущего

U-Battery — это усовершенствованный / небольшой модульный реактор, способный обеспечить низкоуглеродный, экономичный, локально встроенный и надежный источник энергии и тепла для энергоемких производств и удаленных мест.

Энергетическое решение будущего

U-Battery — это усовершенствованный / небольшой модульный реактор, способный обеспечить низкоуглеродный, экономичный, локально встроенный и надежный источник энергии и тепла для энергоемких производств и удаленных мест.

Прочитайте больше

  • Энергетическое решение будущего

    U-Battery — это усовершенствованный / небольшой модульный реактор, способный обеспечить низкоуглеродный, экономичный, локально встроенный и надежный источник энергии и тепла для энергоемких производств и удаленных мест.

    Прочитайте больше

U-аккумулятор

U-Battery всегда была коммерчески ориентированной, рыночной разработкой, способной конкурировать с другими неядерными вариантами.Дизайн U-Battery основан на принципе простоты, что позволяет сократить сроки и снизить затраты, снизить риски при разработке и лицензировании. Его модульность позволяет гарантировать качество и тестирование на этапе производства, при этом сводя к минимуму время гражданского строительства, снижая риски строительства и финансовые затраты, а также упрощая транспортировку к глобальному кругу клиентов.

Загрузить нашу брошюру>

© 2021 U-Battery.Все права защищены.

«Ядерные батареи» предлагают новый подход к безуглеродной энергии

Дэвид Л. Чендлер, Массачусетский технологический институт 25 июня 2021 г.

На этом изображении в разрезе концепции ядерной батареи Массачусетского технологического института показаны важные компоненты, такие как контрольно-измерительный модуль, реактор и силовой модуль. Кредит: Предоставлено исследователями

Якопо Буонджорно и другие говорят, что заводские микрореакторы, доставленные на места использования, могут быть безопасным и эффективным вариантом обезуглероживания электрических систем.

Мы, возможно, стоим на пороге новой парадигмы ядерной энергетики, недавно группа ядерных специалистов предложила в The Bridge , журнале Национальной инженерной академии. Подобно тому, как большие, дорогие и централизованные компьютеры уступили место широко распространенным сегодня ПК, появилось новое поколение относительно крошечных и недорогих заводских реакторов, предназначенных для автономной работы по принципу plug-and-play, аналогичной подключению крупногабаритной батареи. на горизонте, говорят они.

Эти предлагаемые системы могут обеспечивать теплом для промышленных процессов или электричеством военную базу или окрестности, работать без присмотра в течение пяти-десяти лет, а затем доставляться на завод для ремонта. Авторы — Якопо Буонджорно, профессор ядерной науки и техники Массачусетского технологического института (TEPCO); Роберт Фрида, основатель GenH; Стивен Аумайер из Национальной лаборатории Айдахо; и Кевин Чилтон, командующий Стратегическим командованием США в отставке, окрестили эти малые электростанции «ядерными батареями».«Благодаря своей простоте в эксплуатации, они могут сыграть значительную роль в обезуглероживании мировых электроэнергетических систем, чтобы предотвратить катастрофическое изменение климата», — говорят исследователи. MIT News попросил Буонджорно описать предложение своей группы.

Q: Идея небольших модульных ядерных реакторов обсуждалась в течение нескольких лет. Чем отличается это предложение по ядерным батареям?

A: Устройства, которые мы описываем, доводят эту концепцию заводского изготовления и модульности до крайности.В более ранних предложениях рассматривались реакторы мощностью от 100 до 300 мегаватт, что в 10 раз меньше, чем у традиционных больших зверей, больших ядерных реакторов гигаваттного масштаба. Их можно собрать из компонентов заводского изготовления, но они все равно требуют некоторой сборки на месте и большой подготовительной работы на месте. Таким образом, это улучшение по сравнению с традиционными растениями, но не значительное улучшение.

Эта концепция ядерной батареи действительно отличается из-за физического масштаба этих машин — около 10 мегаватт.Он настолько мал, что вся электростанция фактически построена на заводе и умещается в стандартном контейнере. Идея состоит в том, чтобы поместить в контейнер всю электростанцию, состоящую из микрореактора и турбины, преобразующей тепло в электричество.

Это дает несколько преимуществ с экономической точки зрения. Вы полностью отделяете свои проекты и технологии от строительной площадки, которая была источником всех возможных задержек графика и перерасхода средств для ядерных проектов за последние 20 лет.

Таким образом, он становится своего рода источником энергии по запросу. Если клиенту нужно тепло или электричество, он может получить их в течение нескольких месяцев или даже недель, и тогда все будет в режиме «подключи и работай». Эта машина прибывает на место, и всего через несколько дней вы начинаете получать энергию. Итак, это продукт, а не проект. Вот как я люблю это характеризовать.

Q: Вы говорите о потенциально широком распространении таких агрегатов, в том числе даже в жилых районах, для питания целых кварталов.Насколько люди могут быть уверены в безопасности этих растений?

A: Он исключительно надежен — это одно из преимуществ. Во-первых, тот факт, что он маленький, хорош по множеству причин. Во-первых, общее количество выделяемого тепла пропорционально мощности, а это мало. Но что еще более важно, у него высокое соотношение поверхности к объему, потому что, опять же, он маленький, что значительно упрощает охлаждение при любых обстоятельствах. Он пассивно охлаждается до такой степени, что никому не нужно ничего делать.Вам даже не нужно открывать вентиль или что-то в этом роде. Система сама о себе позаботится.

Он также имеет очень прочную защитную конструкцию, окружающую его для защиты от любого выброса радиации. Вместо традиционного большого бетонного купола есть стальные оболочки, которые в основном заключают в себе всю систему. Что касается безопасности, мы предполагаем, что на большинстве сайтов они будут расположены ниже уровня. Это обеспечивает некоторую защиту и физическую безопасность от внешних злоумышленников.

Что касается других вопросов безопасности, вы знаете, если вы думаете о знаменитых ядерных авариях, Три-Майл-Айленд, Чернобыле, Фукусиме, все три проблемы опосредованы конструкцией этих ядерных батарей.Поскольку они такие маленькие, получить такой результат в любой последовательности событий практически невозможно.

Q: Как мы узнаем, что эти новые типы реакторов будут работать, и что должно произойти, чтобы такие блоки стали широко доступными?

A: НАСА и Лос-Аламосская национальная лаборатория выполнили аналогичный демонстрационный проект, который они назвали микрореактором, для космических приложений. От начала проектирования до изготовления и испытаний им потребовалось всего три года.И это им обошлось в 20 миллионов долларов. Она была на несколько порядков меньше, чем традиционные крупные атомные электростанции, которые легко стоили более миллиарда и строились за десять или более лет.

Есть также разные компании, которые сейчас разрабатывают свои собственные проекты, и каждая из них немного отличается. Westinghouse уже работает над версией таких ядерных батарей (хотя они не используют этот термин), и они планируют запустить демонстрационную установку через два года.

Следующим шагом будет строительство пилотной установки в одной из национальных лабораторий, которая имеет обширное оборудование для тестирования систем ядерных реакторов, например в Национальной лаборатории Айдахо.У них есть ряд объектов, которые модифицируются для размещения этих микрореакторов, и у них есть дополнительные уровни безопасности. Поскольку это демонстрационный проект, вы хотите убедиться, что если что-то произойдет, вы не предвидели, что у вас не будет выхода в окружающую среду.

Затем завод может пройти ускоренную программу испытаний, подвергнув ее более экстремальным условиям, чем когда-либо при нормальной эксплуатации. Вы по существу злоупотребляете им и прямым тестированием показываете, что он может выдерживать все эти внешние нагрузки или ситуации, не превышая каких-либо пределов отказов.И как только это будет доказано в жестких условиях, массовые коммерческие установки могут начаться довольно быстро.

Эти ядерные батареи идеально подходят для обеспечения устойчивости в самых разных секторах экономики, обеспечивая стабильный надежный источник энергии для поддержки растущей зависимости от периодически возобновляемых источников энергии, таких как солнце и ветер. И эти высоко распределенные системы также могут помочь снизить нагрузку на энергосистему, размещаясь именно там, где требуется их выходная мощность.Это может обеспечить большую устойчивость к любым сбоям в сети и практически устранить проблему потерь при передаче. Если они получат такое широкое распространение, как мы предполагаем, они могут внести значительный вклад в сокращение мировых выбросов парниковых газов.

Ссылка: «Стратегия раскрытия потенциала ядерной энергии для новой и устойчивой глобальной энергетико-промышленной парадигмы» Якопо Бунджорно, Роберт Фреда, Стивен Аумайер и Кевин Чилтон, 14 июня 2021 года, The Bridge .
Ссылка

Что для нас сделали бы ядерные батареи?

Концептуальный дизайн ядерной батареи MIT / ANPEG, включая (слева направо) контрольно-измерительный модуль и … [+] модуль управления, реактор, модуль защиты и теплопередачи, а также силовой модуль.

ANPEG

Совсем немного. В энергосистемах будущего важно не только меньше, тем лучше. Большие централизованные системы, такие как электростанции с обширными физическими сетями для передачи, неэффективны.Было здорово начать работу — мы смогли воспользоваться эффектом масштаба.

Лишь треть первичной энергии в большинстве источников преобразуется в полезную энергию. Солнце и ветер ограничены физикой. Но в ископаемом топливе и ядерной энергии большая часть потерь происходит из-за того, что мы используем энергию для одной цели, например, для производства электроэнергии или тяги, отклоняя оставшиеся две трети как отходящее тепло. Только комбинированные (~ 60%) или комбинированные (~ 80%) теплоэнергетические технологии используют более 40% тепла.Помимо этого, при хранении электроэнергии до 30% всех сохраненных киловатт-часов теряется, а еще 5% теряется во время передачи электроэнергии от завода к конечному пользователю.

Централизованная энергосистема должна обеспечивать самый высокий потенциальный спрос в любом месте и в любое время в системе, поэтому только 40-50% мощности сети используется для питания нашей системы. Остальное зарезервировано на короткие периоды высокого летнего или зимнего спроса. Это приводит к значительному недоиспользованию мощностей и неамортизированной задолженности.Перемежаемость генерации только усугубляет проблему.

В других областях концепция централизации уже устарела. Старая телефонная система с телефонами, подключенными на сотни миль к центральной станции, укомплектованная тысячами операторов коммутаторов, уступила место автономности портативного устройства, подключенного через гибкие сети к распределенным серверам, маршрутизаторам и автономным спутники в космосе, позволяющие системам динамически распределять и обрабатывать большие колебания потребностей в совместном использовании данных.

Ядерная батарея микрореактора eVinci от Westinghouse.

ANPEG / WEC

Это, в свою очередь, привело к появлению новых рынков, новых возможностей и даже новых отраслей. Нет никаких причин, по которым те же факторы и мотивы, которые привели к цифровой революции в коммуникациях и СМИ, не должны привести к аналогичной революции, в которой власть становится маленькой, мобильной, безопасной, чистой и доступной. Изменения в энергетике, промышленных системах и рынках вскоре могут отразить масштабы изменений, которые мы наблюдали в беспроводной связи и СМИ.

Эта технология скоро будет существовать как микрореактор или ядерная батарея. Исследователи из Массачусетского технологического института организовали совместную работу представителей промышленности, национальных лабораторий и ученых под названием Advanced Nuclear and Production Expert Group (ANPEG) для разработки ядерной батареи, которая будет вписываться в этот современный рынок — заводское производство, доставка модульной упаковки, минимальная площадь подготовка и стандартизованная совместимость с процессами, которые могут использовать тепло и / или электричество для производства товаров и услуг на месте непосредственно для местного потребления и торговли, без необходимости в топливных трубопроводах и крупных сетях.

Ядерная батарея — это обтекаемый объект размером с большой автомобиль, который поместился бы в стандартный двадцатифутовый (6-метровый) транспортный контейнер ISO. Подобно новым автомобилям, он сошёл бы с автоматизированной сборочной линии, одной из тысяч, которые были произведены серийно промышленным способом.

«Подобно новым автомобилям, Ядерная батарея сошла бы с автоматизированной сборочной линии, одной из тысяч, которые были произведены серийно в промышленных масштабах», — говорит соучредитель ANPEG Норман Фостер. «Его типичная выходная мощность 10 МВт, подключенная к преобразовательному модулю аналогичного размера, может обеспечить электроэнергию 8 000 домов или группу небоскребов, центр обработки данных среднего размера или опреснительную установку на 150 000 человек.Остаточное тепло можно использовать на месте для отопления зданий или производства продуктов питания, а не выбрасывать. Передающая сеть будет наноразмерной и заглубленной — больше не будет опор и воздушных кабелей, которые выйдут из строя во время экстремальных погодных явлений ».

Такая гибкость на местном уровне является ключом к развивающемуся миру. Эти ядерные батареи могут быть доставлены в любое городское, сельское или даже морское место и почти сразу же введены в эксплуатацию для обеспечения электричеством, чистой водой и другими важными для общества услугами.

По словам Иэна Макдональда, также соучредителя ANPEG, «Ядерная батарея — это фундаментальный энергетический прорыв как по форме, так и по функциям, который меняет восприятие ядерной энергии населением и заинтересованными сторонами и отличает ее от всех других источников энергии по своим возможностям. для решения проблемы адаптации к изменению климата и уровня жизни в одной чистой системе ».

Это не новая концепция. Westinghouse уже приступила к выпуску своей ядерной батареи WEC eVinci TM (см. Рисунок выше и видео ниже).С 1960-х годов наши военные перевозили на грузовиках небольшие ядерные реакторы (рисунок ниже). Они также находились под водой на подводных лодках и в космическом пространстве, питая спутники.

Полевой ядерный реактор ML-1 армии США, выгруженный с транспортного самолета (слева), и его макет, доставленный … [+] в поле (справа) в 1961 году.

Род Адамс и армия США

Бывший корабль «Либерти», оснащенный ядерной батареей, в 1968-75 гг. Приводил в действие строительство Панамского канала (см. Рисунок).Совсем недавно, всего за три года, группа НАСА / Лос-Аламос, возглавляемая членом ANPEG Патриком МакКлюром, разработала Kilopower — наномасштабную доступную ядерную систему деления, которая могла бы обеспечить длительное пребывание на Луне, Марсе и других планетах. поверхности.

В следующий раз, когда вы пойдете в больницу на МРТ, помните, что это очень маленький ядерный объект.

Как и в наборе Lego, модуль ядерной энергии имеет внутри меньшие модули, и только один из них, модуль управления, доступен.Остальные герметизированы на заводе с уже встроенным топливным сердечником, который не является оружейным, низкообогащенным (5%) ураном (см. Верхний рисунок).

По истечении 5–10 лет службы, когда топливо исчерпано, герметичный блок отправляется обратно на центральный объект для дозаправки и ремонта. Большую часть устройства можно использовать повторно. Таким образом, нет необходимости в обращении с высокоактивными радиоактивными отходами и их хранении на площадке пользователя. Сроки установки или замены составляют дни по сравнению с годами, необходимыми для мегастанции.

Важно отметить, что размер отходов идеально подходит для захоронения в скважине.

Ядерная батарея обладает характеристиками искробезопасности, которые обеспечивают безопасное отключение и предотвращают перегрев без вмешательства оператора, — говорит Якопо Буонджорно, профессор ядерной инженерии Массачусетского технологического института и еще один соучредитель ANPEG. Прочная конструкция и малые размеры ядерной батареи значительно упрощают ее обеспечение и защиту. Любое умышленное повреждение требует замены только при ремонте поврежденного устройства.

По словам Роба Фреды и Иэна Макдональда, также соучредителей ANPEG, «Ядерная батарея является фундаментальным достижением в области энергетики как по форме, так и по функциям, изменяя восприятие ядерной энергии общественностью и заинтересованными сторонами и отличающее ее от всех других источников энергии в его способность решать вопросы адаптации к изменению климата и уровня жизни в одной чистой системе ».

Такая схема развития гарантирует, что такие устройства станут самым безопасным, чистым, компактным и мощным источником энергии, который мы только можем иметь.По размеру физический след модуля представляет собой крошечное пятнышко по сравнению с размером солнечной фермы или ветряной электростанции с таким же рейтингом, и он не подвергается риску из-за капризов погоды (см. Рисунок ниже).

Ядерная батарея может работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю и намного компактнее других низкоуглеродных источников энергии … [+]. Сравнение размеров контейнерной ядерной батареи (желтый прямоугольник) с мощностью ветра 10 МВт и солнечной энергии 10 МВт.

ANPEG

Недавнее исследование, проведенное Энергетической инициативой Массачусетского технологического института (MIT Energy Initiative), показало, что очень важно быстро расширять ядерную энергетику для решения проблем изменения климата и бедности.Поэтому тот факт, что мы можем производить эти модули быстро, является ключевым.

Ядерные батареи также могут сыграть важную роль в решении бедственного положения неформальных поселений и трущоб. В настоящее время более миллиарда человек не имеют доступа к электричеству для приготовления пищи, освещения и отопления, современным санитарным условиям, чистой воде или надлежащему жилью. Если не решить эту проблему, к 2050 году она может удвоиться.

Требуется около 3000 кВтч на человека в год, чтобы вывести человека из бедности. Мы производим 24 триллиона киловатт-часов в год, более 16 триллионов приходится на ископаемое топливо.Таким образом, количество чистой энергии, необходимое для искоренения глобальной бедности и смягчения последствий изменения климата, огромно — более 35 триллионов кВтч в год к 2040 году, когда население мира превысит 10 миллиардов.

Миллионы и миллионы людей живут в неформальных поселениях с низким доходом, известных как фавелы, которые … [+] испытывают хроническое пренебрежение со стороны правительства. Показанная здесь Росинья — самая большая холмистая фавела в Бразилии. Компактные источники энергии, такие как ядерные батареи, изменят их жизнь.

Chensiyuan

Если ядерная энергия будет составлять только треть этого, нам понадобится эквивалент 100 000 таких ядерных батарей.Конечно, более крупные атомные станции порядка 1000 МВт все еще строятся в Китае, на Ближнем Востоке, в России и других местах, в прошлом году в строй были введены пять новых больших реакторов. И более 100 крупных атомных станций, действующих сегодня, все еще будут работать в 2040 году.

Кроме того, в этом десятилетии начнут строиться малые модульные ядерные реакторы различной конструкции, LWR, MSR или другие, и тысячи должны быть подключены к 2040 году. Гибкость SMR и ядерных батарей будет играть жизненно важную роль в развертывании энергии там, где это нужно больше всего.

Итак, у нас есть много возможностей использовать ядерную энергию для решения основных мировых проблем. Нам просто нужно это сделать.

Хранение ядерной энергии? Разработчики перспективных реакторов пытаются расширить продажи ядерной энергетики

Башни из бетонных блоков высотой с небоскребы, сооружение, похожее на лыжный подъемник, на склоне горы, подземные пещеры — поиск новых способов поддержать растущее количество энергии ветра и солнца в энергосистеме недавно привело к инвестициям в ряд необычных технологий.

Теперь возможность обслуживать более чистую, но более изменяемую сеть стала частью шага для технологии, которая существует уже несколько десятилетий, но все еще ищет коммерциализации: ядерные реакторы на расплавленной соли, которые годами продвигались такими инвесторами, как Билл Гейтс. , которые говорят, что новая версия ядерной энергетики необходима для обеспечения безуглеродной энергии по требованию.

Разработчики так называемых «усовершенствованных реакторов» — реакторов, конструкция которых принципиально отличается от легководных реакторов, составляющих существующие реакторы U.S. Парк энергетических реакторов — хотите объединить несколько потоков доходов в пакет для потенциальных клиентов. Эти виды использования включают отслеживание нагрузки, чтобы помочь сети справиться с прерывистой возобновляемой энергией, возможность обеспечивать электроэнергию, когда она не подключена к внешним линиям передачи (возможность «черный пуск»), и тепло для промышленных процессов.

Разработчики усовершенствованных реакторов считают, что эти дополнительные возможности могут обеспечить выход из нынешней ситуации, с которой сталкивается ядерная промышленность, которая борется с высокими капитальными затратами, которые в обозримом будущем сделали строительство новых обычных энергетических реакторов чрезвычайно сложной задачей в Северной Америке и Европе.

«Мы вводим новшества, чтобы решить то, что, по нашему мнению, является самым большим ограничением для новых ядерных построек на западе — обычные технологии недоступны и не конкурентоспособны по цене», — сказал Utility Dive Саймон Айриш, генеральный директор компании-разработчика усовершенствованных реакторов Terrestrial Energy. интервью.

Реактор на расплавленной соли — это всего лишь один из типов ядерной конструкции, но из-за способности расплавленной соли удерживать и накапливать тепло при чрезвычайно высоких температурах, его сторонники говорят, что он особенно хорошо подходит для энергосистемы будущего.

«Возможность продавать вспомогательные услуги, возможность продавать тепло на стороне — это действительно помогает экономике реактора», — сказал в интервью TerraPower директор по внешним услугам Джефф Навин.

Разработчик из Великобритании и Канады Moltex Energy работает над конструкцией, которую она называет «стабильным солевым реактором», который, по словам компании, может в конечном итоге хранить энергию в течение примерно восьми часов, но до 24 часов, что значительно дольше, чем четырехчасовой период, в течение которого литиевый -ионные батареи обычно обеспечивают.

В то время как различные разработчики в течение нескольких лет работали над внедрением нелегководных реакторов — TerraPower, например, была основана Гейтсом в 2006 году, — принятие Закона об инновациях и модернизации ядерной энергетики (NEIMA) дало атомная промышленность — новый импульс уверенности в том, что в скором времени усовершенствованные реакторы достигнут значительного прогресса. Подписанный президентом Трампом в начале 2019 года, NEIMA требует, чтобы Комиссия по ядерному регулированию к концу 2027 года создала новую регулирующую структуру, которая упростит процесс лицензирования для новых конструкций реакторов.Закон «улучшит путь к коммерциализации усовершенствованных реакторов, которые могут сыграть важную роль в решении проблемы изменения климата и глобальных энергетических потребностей», — говорится в заявлении Nuclear Innovation Alliance, некоммерческого аналитического центра, поддерживающего усовершенствованные реакторы. прохождение законопроекта.

Возможна дополнительная федеральная законодательная поддержка усовершенствованных реакторов. 3 марта комитет Палаты представителей по энергетике и торговле провел слушания по усовершенствованным реакторам, свидетелями которых были президент и генеральный директор TerraPower Крис Левеск.Технология TerraPower позволяет реактору на расплавленной соли действовать «как гигантская тепловая батарея», — сказал Левеск. Такие реакторы «будут иметь важное значение для сокращения использования углерода в промышленном и транспортном секторах по мере того, как мы движемся к безуглеродной экономике», — сказал он комитету.

Несмотря на энтузиазм по поводу технологии, до коммерциализации может потребоваться много лет. По словам Якопо Буонджорно, профессора ядерных наук и инженерии Массачусетского технологического института и одного из сопредседателей Массачусетского технологического института, перед реакторами на расплавленных солях необходимо решить несколько технических проблем, прежде чем они будут приняты в электроэнергетике. Исследование Energy Initiative, «Будущее ядерной энергии в мире с ограничением выбросов углерода.”

Более того, хотя она и является преимуществом, способность накапливать энергию не преодолевает эти препятствия. «Открытые вопросы касаются самого реактора, а не носителя данных», — сказал Буонджорно в интервью Utility Dive.

Исследование MIT Energy Initiative показало, что, хотя «более зрелые концепции», такие как конструкция легководного небольшого модульного реактора, разрабатываемая NuScale Power, уже готовы к коммерциализации в течение этого десятилетия, «менее зрелые концепции реакторов, включая свинцовые быстрые реакторы, газовые — Однако не ожидается, что реакторы на быстрых нейтронах и системы с расплавом солей будут коммерциализированы до 2050 года, если будет следовать традиционный подход к развитию ядерной энергетики.”

Прогноз на 2050 год касается реактора «nth в своем роде», что означает коммерческий продукт, который появится после небольшого демонстрационного проекта и полномасштабного прототипа, называемого «первым в своем роде». »

Некоторые разработчики реакторов на расплавленных солях нацелены на конец 2020-х и начало 2030-х годов для первого коммерческого внедрения своей технологии — не обязательно «единственного в своем роде», но реактора, который можно продать заказчику. Но, по словам Буонджорно, даже пропуск демонстрации или первого в своем роде шага, скорее всего, не приведет к появлению нового в своем роде производства до 2040 года.

Одной из самых больших проблем, связанных с продлением сроков, является определение конструкционных материалов, которые войдут в активную зону реактора с расплавленной солью, которые могут сильно отличаться от материалов, используемых в обычных реакторах, из-за совершенно иной химической среды.

В то время как Национальная лаборатория Ок-Ридж несколько лет в 1960-х годах эксплуатировала экспериментальный реактор на расплавленной соли, этот проект был предназначен для исследований, а не для выработки энергии, поэтому он лишь частично отвечает на многие технические вопросы, необходимые для определения того, как может работать реактор на расплавленной соли. как электростанция, по словам Буонджорно.«Мы пока точно не знаем, сколько прослужат материалы, используемые для реакторов на расплавленных солях, до того, как они подвергаются коррозии», — сказал он. «Другой важный вопрос, который необходимо решить, — это доступ к компонентам реактора и их обслуживание во время работы и отключений электроэнергии, поскольку расплавленные соли могут стать высокорадиоактивными».

Как может работать хранение ядерной энергии

В обычных реакторах в качестве теплоносителя первого контура используется вода, а в реакторах на расплавленной соли используется жидкая соль. Эта разница очень сильно влияет на температуру, при которой может работать энергетический реактор.Расплавленная соль поглощает огромное количество тепла. Легководные реакторы могут безопасно достигать температуры только около 300 градусов по Цельсию (572 по Фаренгейту), в то время как реакторы с расплавленной солью могут работать при температуре выше 700 C (1292 F). Поглощенное тепло затем можно использовать в качестве тепловой энергии для ряда различных применений.

Например, Moltex заключила сделку с New Brunswick Energy Solutions Corp. на строительство демонстрационного реактора мощностью 300 МВт для канадской провинции. Разработанная разработчиком концепция реактора со стабильной солью включает теплоноситель на расплавленной соли для реактора, сопровождаемый набором дополнительных резервуаров для расплавленной соли, в которых хранится тепловая энергия реактора.Тепло, удерживаемое в резервуарах, затем можно использовать для привода турбины для выработки электроэнергии.

Как заявил в интервью Utility Dive главный исполнительный директор Moltex Energy в Северной Америке Рори О’Салливан, цель состоит в том, чтобы быть конкурентоспособными по стоимости с существующими зрелыми формами хранения энергии. «Вам не нужно иметь дорогостоящую аккумуляторную батарею, потому что у вас есть наше тепловое тепло», — сказал он.

Накопительный элемент должен дать проекту реактора и турбины дополнительную гибкость для наращивания или спада, приспосабливая его к более чистой сети, в которой преобладает переменная энергия ветра и солнца.Обычные реакторы обычно работают как можно ближе к круглосуточному режиму работы, чтобы максимизировать доход, покрыть высокие капитальные затраты и избежать эксплуатационной неэффективности, связанной с циклическим повышением или понижением частоты.

NuScale также разрабатывает свой легководный SMR, чтобы иметь возможность отслеживать нагрузку на возобновляемые источники энергии. Но функция накопленного теплового тепла, включенная в конструкцию, подобную конструкции Moltex, дает еще один рычаг, который можно потянуть, чтобы удовлетворить меняющиеся потребности сети без необходимости замедления работы реактора. «Снижение темпов роста не имеет экономического смысла.Это означает, что вы не получаете максимальной МВт-ч электроэнергии », — сказал О’Салливан. «Вы не можете сделать это с [легководной] ядерной энергетикой, потому что температура недостаточно высока».

В конечном счете, Moltex считает, что полностью промышленный стабильный солевой реактор мощностью 1000 МВт в сочетании с турбиной мощностью 3000 МВт, приводимой в действие тепловой энергией, производимой реактором, мог бы иметь совокупные капитальные затраты менее 1000 долларов за кВт. Блоки 3 и 4, которые строятся на атомной электростанции Vogtle в Джорджии, являются первыми совершенно новыми энергетическими реакторами, построенными в США.S. в настоящее время оценивается в 25 миллиардов долларов за 2200 МВт, или более 11000 долларов за киловатт.

В конструкции интегрального реактора на расплавленной соли (IMSR) компании

Terrestrial Energy также используется активная зона реактора с солевым охлаждением. Тепло улавливается расплавленной солью и циркулирует по петле трубопровода для передачи тепловой энергии к объектам на расстоянии до пяти миль. Тепло может приводить в движение турбину для обеспечения возможности пуска или отслеживания возобновляемой нагрузки, но также может использоваться в энергоемких отраслях промышленности, таких как химическое производство, которое может располагаться рядом с реактором.Айриш сказал, что у компании нет конкретной оценки потенциальной продолжительности хранения энергии из IMSR.

В отличие от конструкции Moltex, в которой в качестве топлива используются высокоактивные ядерные отходы, в IMSR используется то же урановое топливо, что и в действующих реакторах. По словам генерального директора Terrestrial Energy Айриш, топливо является частью «стратегии, которая, по нашему мнению, создает наиболее четкий путь к рынку», которая заключается в инновациях с точки зрения стоимости, эксплуатационной гибкости и безопасности реактора, но при этом сохраняя узнаваемый продукт с какие регуляторы и клиенты могут быть удобными.Использование обычного урана означает, что такая же цепочка поставок топлива существует для любого коммунального предприятия, которое применяет IMSR.

Разработчик стремится сделать IMSR коммерчески доступным к концу 2020-х годов, а тем временем исследовал партнерские отношения, чтобы продемонстрировать варианты использования комбинации тепловой и ядерной энергии. Компания Terrestrial Energy работала с Southern Co. над проектом по изучению перспектив использования тепла, вырабатываемого ядерной энергетикой, для более чистого и эффективного производства водорода.

TerraPower также сотрудничает с Southern Co.Начиная с 2019 года разработчик и утилита начали экспериментировать с тестовым контуром расплавленной соли, чтобы показать, как он может хранить энергию. Одна из разработок TerraPower, быстрый реактор с расплавленным хлоридом, использует расплав хлоридной соли как в качестве топлива, так и в качестве хладагента и предназначен для производства тепла для промышленного использования и хранения тепловой энергии вместе с электричеством.

TerraPower не предоставила конкретной оценки продолжительности хранения энергии, которую может предложить реактор, но Навин указал на существующие примеры систем с расплавом солей, которые уже используются для хранения тепловой энергии.Например, Cerro Dominador, концентрированная солнечная электростанция и фотоэлектрическая станция с хранилищем расплавленной соли, которая в настоящее время разрабатывается в Чили, «должна работать от накопленной энергии до 17,5 часов при выработке 110 МВтэ, или чуть менее 2 ГВтэ. хранилища «, — сказал он.

«

TerraPower рассматривает свой дизайн как привлекательный для электроэнергетических компаний, которые пытаются достичь целей декарбонизации и нуждаются в источнике энергии по запросу, который также может отслеживать нагрузку и удовлетворять пиковую потребность в электроэнергии», — сказал Навин.

Коммунальные предприятия используют литий-ионные батареи для резервного копирования возобновляемой энергии, чтобы достичь целей по сокращению выбросов, чему способствует снижение стоимости батарей. Хотя аккумуляторы доступны уже сейчас, TerraPower не ожидает коммерциализации MCFR до конца 2020-х или начала 2030-х годов.

Но по мере того, как все больше и больше коммунальных предприятий, городов и штатов принимают цели по нулевым выбросам углерода к 2050 году, чем больше вариантов для поддержки возобновляемых источников энергии, тем лучше, утверждает Навин. «Батареи будут становиться лучше», — сказал он.«Но если вы посмотрите на то, что нужно для декарбонизации электроэнергетики, это огромная трансформация. Нам нужно несколько ударов по воротам, все инструменты на поясе ».

Westinghouse Nuclear> Новые установки> Микрореактор eVinci ™

Westinghouse в настоящее время разрабатывает eVinci Micro Reactor, очень маленький модульный реактор следующего поколения для децентрализованных удаленных приложений.

Инновационный дизайн eVinci Micro Reactor представляет собой сочетание технологий космических реакторов и более чем 50-летнего проектирования, разработки и инноваций коммерческих ядерных систем.EVinci Micro Reactor направлен на создание конкурентоспособной и отказоустойчивой мощности с превосходной надежностью и минимальным обслуживанием, особенно для потребителей энергии в удаленных местах. Его небольшой размер позволяет использовать стандартные методы транспортировки и быстрое развертывание на месте в отличие от крупных централизованных станций. Активная зона реактора рассчитана на работу в течение трех и более лет, что исключает необходимость частой перегрузки топлива.

Ключевые преимущества eVinci Micro Reactor связаны с его твердым сердечником и усовершенствованными тепловыми трубками.Тепловые трубки обеспечивают пассивный отвод тепла от ядра, обеспечивая автономную работу и возможность отслеживания собственной нагрузки. Эти передовые технологии вместе делают eVinci Micro Reactor псевдо «твердотельным» реактором с минимальным количеством движущихся частей.

Мобильная атомная электростанция DeVinci ™

В то время как конструкция eVinci Micro Reactor является транспортной, eVinci Micro Reactor, разработанная для использования в правительстве, позволяет выполнять мобильные операции с использованием стандартных военных транспортных средств и контейнеров.Характер конструкции позволит быстро транспортировать реактор на площадку по мере необходимости для создания обильного и надежного источника питания для поддержки передовых систем защиты.

Ключевые характеристики eVinci Micro Reactor:

  • Переносной электрогенератор
  • Полностью заводская сборка, заправка и сборка
  • Поставляет комбинированное производство тепла и электроэнергии — от 1 МВт до 5 МВт
  • Расчетный срок службы 40 лет при интервале между заправками более 3 лет
  • Целевой срок установки на месте менее 30 дней
  • Автономная работа
  • Потребляемая мощность нагрузки после возможности
  • Высокая надежность и минимальное количество движущихся частей
  • Зона аварийного планирования, близкая к нулю, с небольшой площадью покрытия
  • Вывод из эксплуатации и реабилитация зеленого поля

Ядерные реакторные технологии | Министерство энергетики

Ядерная энергия надежно и экономично обеспечивала почти 20% выработки электроэнергии в Соединенных Штатах за последние два десятилетия.Он остается крупнейшим источником (более 70%) выработки электроэнергии, не связанной с выбросами парниковых газов, в Соединенных Штатах.

Небольшие модульные реакторы также могут изготавливаться на заводах и транспортироваться на площадки, где они будут готовы к работе по прибытии, что сокращает капитальные затраты и время строительства. Меньший размер также делает эти реакторы идеальными для небольших электрических сетей и для мест, которые не могут поддерживать большие реакторы, предлагая коммунальным предприятиям гибкость для масштабирования производства при изменении спроса.

Существующий ядерный флот США имеет замечательные показатели безопасности и производительности. Увеличение срока эксплуатации существующих станций сверх 60 лет и, где это возможно, дальнейшее повышение их производительности принесет первые выгоды от инвестиций в исследования, разработки и демонстрационные проекты в ядерной энергетике.

В результате исследований ARC ядерная энергия продолжит обеспечивать чистую, доступную и безопасную энергию, одновременно поддерживая цели администрации по сокращению выбросов парниковых газов путем внедрения передовых разработок на новые энергетические и промышленные рынки.Министерство энергетики будет проводить НИОКР как по передовым системам спектра тепловых, так и быстрых нейтронов.

В феврале 2019 года Министерство энергетики США объявило о своих планах построить универсальный испытательный реактор, или VTR. Этот новый исследовательский реактор будет способен проводить радиационные испытания при гораздо более высоких потоках энергии нейтронов, чем те, которые доступны в настоящее время.

На протяжении более 50 лет Министерство энергетики и его предшественники активно участвовали в космических исследованиях и исследованиях.В настоящее время Управление космических и оборонных систем питания поставляет радиоизотопные системы питания (RPS) для Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) и приложений национальной безопасности для миссий, которые выходят за рамки возможностей топливных элементов, солнечной энергии и источников питания от батарей.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *