Prace nad pozyskaniem energii elektrycznej z ciepła traconego

Prace nad pozyskaniem energii elektrycznej z ciepła traconego

Elektrownie zasilane paliwami kopalnymi są nie tylko źródłem zanieczyszczeń, ale też charakteryzują się mizerną wydajnością – ogromna część energii wyzwalanej podczas spalania paliwa jest tracone w formie ciepła oddawanego do otoczenia.

Odzyskanie chociaż części tej energii w celu zredukowania zużycia węgla i gazu ziemnego oraz oczywiście obniżenia emisji substancji szkodliwych, to nie nowy pomysł. Realizują go między innymi elektrociepłownie, produkując energię elektryczną i ciepło do zasilania domów.

Bywa jednak, że przy zaspokojonych potrzebach ciepłownictwa konieczne jest produkowanie większej ilości prądu. Dlatego trwają prace nad przetworzeniem ciepła traconego w procesie spalania na energię elektryczną. Jedną z opcji jest wykorzystanie cyklu Rankine’a – obiegu termodynamicznego, w którym przegrzana para generowana w kotle napędza turbinę generatora, po czym wraca z powrotem do kotła.

Wśród ośrodków prowadzących takie badania jest GE Global Research – europejski oddział badawczy General Electric, który opracowuje tzw. „organiczny” cykl Rankine’a. System działający w takim cyklu wykorzystuje ciekły czynnik chłodniczy o niższej temperaturze wrzenia niż woda, co oznacza, że potrzeba mniej energii na wytworzenie z niego pary pod wysokim ciśnieniem, która napędza turbiny.

Niestety, rozwiązania takie są dość kosztowne, ponieważ wymagają instalacji w obiektach dodatkowych generatorów, które zasilane byłyby parą wytworzoną w cyklu. Firma Alphabet Energy proponuje inne rozwiązanie – urządzenie termoelektryczne wytwarzające energię elektryczną z wykorzystaniem różnic temperatury na jego powierzchni.

Firma utrzymuje, że wykorzystanie takich urządzeń na skalę globalną mogłoby ograniczyć emisję CO2 o ok. 500 milionów ton rocznie. Jej przedstawiciele odmawiają ujawnienia szczegółów działania wynalazku, niemniej jednak na podstawie opublikowanej w 2008 roku pracy jednego z współzałożycieli Alphabet Energy można wnioskować, że chodzi o krzemowe nanoprzewody.

Większość dzisiejszych urządzeń termoelektrycznych działa w oparciu o efekt Seebecka, gdzie napięcie powstaje w wyniku różnic temperatury w dwóch różnych metalach lub półprzewodnikach. Jak podają przedstawiciele Alphabet, ich urządzenie ma być równie wydajne jak powyższe, ale znacznie tańsze. W dodatku ta technologia mogłaby zostać zaadaptowana do wytwarzania energii elektrycznej z ciepła spalin silników samochodowych i samolotowych.

(bj)