Содержание
Соединенные Штаты производят больше угля, чем другие страны - по оценкам, это почти 300 миллиардов тонн, которых хватит на следующие 240 лет, исходя из текущего потребления. В поисках устойчивых источников энергии на уголь смотрят с дурным тоном, но новые технологии меняют способ переработки угля в энергию. Инновации в области преобразования энергии нацелены на получение более чистой энергии, а также на снижение затрат.
Уголь для синтетического газа
Бостон и другие «современные» города 19 века приводили в действие уличные фонари и газовые дома, сжигая уголь, выделяя при этом облака загрязнения. Сегодня преобразование угля в синтетический газ осуществляется с помощью все более сложных методов, позволяющих свести к минимуму выброс диоксида углерода. Каталитическая газификация смешивает уголь и твердый катализатор с паром в узком цилиндре. Смесь находится под давлением, и в результате получается водород и окись углерода (синтетический газ) с небольшим количеством двуокиси углерода. Разделение и безопасная утилизация диоксида углерода являются текущими проблемами производства более дешевого и чистого синтетического газа из угля. Этот процесс может быть расширен для производства жидкого топлива - синтетического масла.
Уголь для жидкостей
Дизельное и реактивное топливо являются конечными продуктами переработки угля. Процесс, называемый преобразованием угля в жидкости (уголь в жидкости - CTL), преобразует уголь в синтетический газ, а затем в жидкое топливо. CTL чище, чем обычное ископаемое топливо - сжиженный уголь выделяет гораздо меньше частиц и углеводородов (на 55–60% меньше, чем ископаемое топливо), что снижает загрязнение воздуха. Стоимость CTL в 2009 г. составляла 100 реалов за баррель, цена остается стабильной и не колеблется так же, как на рынке ископаемого топлива. Сегодня дизельное топливо CTL стоит около 2,50 реала за галлон без учета налогов. Чтобы получить жидкое топливо из угля, уголь помещают в газификатор - дистиллятор, который заставляет уголь вступать в реакцию с воздухом, кислородом или водяным паром. В результате этого процесса образуется синтетический газ, называемый «сингас», который затем переходит в другой реактор. Сингаз соединяется с кобальтом, железом или любым другим твердым катализатором во второй камере, превращая смесь в углеводороды. Когда эта смесь остывает, она превращается в жидкое топливо.
Уголь для электричества
Уголь чаще всего используется для производства электроэнергии. Твердый уголь измельчают в порошок и смешивают с горячим воздухом. Затем его обжигают в духовке, чтобы нагреть воду с образованием пара. Этот пар заставляет лопасти турбины вращаться, запуская генератор. Магниты внутри медной пружины генератора завершают преобразование угля в электрическую энергию. «Использованный» пар улавливается в конденсаторе, который затем возвращается в цикл и продолжает использоваться для выработки электроэнергии. Министерство энергетики США работает над альтернативным методом использования газификации угля для производства электроэнергии на электростанции без выбросов.
