Аднан Ашраф, менеджер по глобальной индустрии крупных двигателей и генераторов ABB, рассказывает, как синхронные двигатели среднего напряжения помогают обеспечить успех глобального развертывания и внедрения CCUS:
Улавливание, использование и хранение углерода (CCUS) становится все более важным инструментом в глобальных усилиях по борьбе с изменением климата. Поскольку промышленность и правительства стремятся к достижению амбициозных климатических целей, CCUS играет все большую роль в решении проблемы выбросов углерода в труднодоступных отраслях, таких как сталелитейная, химическая и энергетическая промышленность, а также производство «голубого» водорода.
CCUS – это энергоемкий процесс, который предъявляет повышенные требования к энергоэффективности, надежности и цикличности. Поскольку на каждом этапе требуется движение, необходимы двигатели, которые воплощают в себе эти принципы. Лучшей технологией для этой задачи являются синхронные двигатели среднего напряжения.
Развертывание CCUS идет медленно, но темпы существенно выросли. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), около 45 предприятий уже используют CCUS в промышленных процессах и производстве электроэнергии. Учитывая, что на производство электроэнергии приходится почти 40% мировых выбросов, связанных с энергетикой, внедрение CCUS в этом секторе имеет важное значение.
CCUS состоит из трех этапов: улавливания, транспортировки и хранения. На этапе улавливания выбросы CO2 отделяются от дымовых газов с использованием методов улавливания после сжигания, до сжигания или сжигания в кислородной среде. Затем уловленный CO2 сжимается с помощью высокоэффективных компрессоров, приводимых в действие синхронными двигателями среднего напряжения.
Затем CO2 транспортируется по трубопроводам или судам к местам хранения, включая глубокие геологические образования, такие как соляные водоносные горизонты. На этапе хранения CO2 закачивается в эти пласты под высоким давлением, обеспечивая его надежное хранение. Этот процесс основан на долговечных, энергоэффективных двигателях, которые приводят в действие компрессоры и насосы, задействованные на каждом этапе.
Для электростанций, работающих на традиционном топливе, внедрение CCUS имеет важное значение для сокращения выбросов при сохранении энергетической безопасности. Правильная технология двигателей обеспечивает эффективное улавливание CO2 без чрезмерных энергетических затрат для электростанции – синхронные двигатели среднего напряжения представляют собой стабильное и энергоэффективное решение для привода систем сжатия и нагнетания, гарантируя, что электростанции работают со сниженным финансовым и экологическим воздействием. Кроме того, улавливая и сохраняя CO2, выделяемый в процессе производства водорода из ископаемого топлива, CCS играет важную роль в переходе от «серого» водорода к «голубому», альтернативе с более низким содержанием углерода.
При производстве возобновляемой энергии CCUS может улавливать и хранить выбросы от источников биоэнергии, создавая чистый отрицательный углеродный след. Синхронные двигатели помогают поддерживать эксплуатационную эффективность, обеспечивая высокую надежность и увеличенный срок службы, снижая требования к техническому обслуживанию. Кроме того, их способность обеспечивать компенсацию реактивной мощности путем балансировки коэффициента мощности повышает стабильность сети, что крайне важно, поскольку возобновляемые источники энергии становятся все более заметными в структуре энергопотребления.
Синхронные двигатели среднего напряжения обеспечивают высокий крутящий момент и позволяют точно контролировать скорость и выходную мощность – важные характеристики для привода крупномасштабных компрессоров и насосов. Этот точный контроль и способность работать с постоянной скоростью независимо от нагрузки гарантирует минимизацию потерь энергии, что делает процесс CCUS более эффективным. Эти характеристики способствуют снижению эксплуатационных расходов и воздействия электростанций на окружающую среду.
В то время как традиционные двигатели могут страдать от неэффективности, которая увеличивает потребление энергии и затраты, синхронные двигатели оптимизированы для обеспечения эффективности, что снижает эксплуатационные расходы на единицу улавливания CO2 и делает внедрение CCUS более экономически целесообразным. Еще одним преимуществом синхронных двигателей является их бесшовная интеграция в существующую инфраструктуру и возможность масштабирования для будущего расширения. Их индивидуальная настройка позволяет отраслям адаптировать спецификации двигателей к конкретным эксплуатационным требованиям, дополнительно оптимизируя процесс CCUS.
Кроме того, синхронные двигатели поддерживают принципы экономики замкнутого цикла, поскольку они долговечны и требуют минимального обслуживания в течение всего срока службы. Их увеличенный срок службы снижает необходимость в частых заменах, что приводит к уменьшению отходов материалов. Синхронные двигатели также на 98% пригодны для вторичной переработки, а оставшиеся 2% материалов могут быть сожжены для рекуперации тепла, что еще больше повышает их экологичность.
Ожидается, что по мере развития технологий дальнейшие усовершенствования конструкции синхронных двигателей усилят их роль в приложениях CCUS. Тенденция к цифровизации в промышленных операциях также означает, что синхронные двигатели все чаще интегрируются с интеллектуальными системами мониторинга, обеспечивающими профилактическое обслуживание и оптимизацию производительности в режиме реального времени.
Внедрение CCUS должно увеличиться, поскольку отрасли отдают приоритет декарбонизации, что повышает спрос на высокоэффективные и надежные моторные решения. Синхронные двигатели среднего напряжения останутся краеугольным камнем, помогающим электростанциям бороться с выбросами, сохраняя при этом конкурентоспособность в развивающемся энергетическом ландшафте.
Будь то электростанции, работающие на традиционном топливе, или объекты возобновляемой энергетики, синхронные двигатели среднего напряжения обеспечивают производительность, надежность и масштабируемость, необходимые для обеспечения успеха глобального развертывания и внедрения CCUS.
