Байден поставил перед США новую агрессивную цель: к 2030 году добиться сокращения чистых выбросов парниковых газов в масштабах всей экономики на 50-52% по сравнению с уровнем 2005 года. Заявление было сделано на Саммите лидеров по климату, состоявшемся в апреле, призывает мировых лидеров повысить свои амбиции, чтобы действительно бороться с изменением климата в необходимом масштабе.

Новая цель Байдена на 2030 год увеличивает темпы сокращения выбросов в США по сравнению с историческими уровнями, поддерживая при этом существующие цели по созданию к 2035 году энергетического сектора, не загрязняющего окружающую среду, и экономики с нулевыми выбросами к 2050 году.

Усилия также направлены на создание миллионов хорошо оплачиваемых профсоюзных рабочих мест, обеспечение экономической конкурентоспособности, продвижение экологической справедливости и улучшение здоровья и безопасности населения по всей Америке.

В декабре прошлого года Европейский союз согласился сократить выбросы парниковых газов на 55% к 2030 году по сравнению с уровнем 1990 года. Согласно недавнему отчету, который отслеживает энергетический сектор ЕС с 2015 года, возобновляемые источники энергии превзошли ископаемые виды топлива в прошлом году (38% против 37%), что указывает на то, что отрасль уже отказывается от выбросов углерода.

В то время как интерес промышленности к электрическим котлам то увеличивался, то уменьшался в прошлом столетии, внезапно они снова вошли в моду. Будь то соблюдение целей ESG, выполнение нормативных обязательств или использование государственных кредитов и стимулов, все большее число промышленных предприятий устанавливают новые или модернизируют высоковольтные электродные котлы, которые являются компактными, экономичными и не производят выбросов.

Частично это связано с технологическими достижениями в конструкции электрических котлов, которые увеличивают мощность до уровня, который может конкурировать даже с большими газовыми или жидкотопливными котлами. Независимо от того, используются ли они для производства пара под высоким давлением на электростанциях, замены топливных котлов, для централизованного теплоснабжения или поддержания баланса спроса и предложения электроэнергии, альтернативы с электроприводом, несомненно, станут важной частью головоломки в достижении будущих целей по сокращению выбросов.

Переход с газовых и жидкотопливных котлов с высоким уровнем выбросов

Помимо печально известных парниковых газов двуокиси углерода (CO2) и метана (CH4), котлы и печи, работающие на природном газе, выделяют опасные оксиды азота (NOx), окись углерода (CO) и закись азота (N2O), а также летучие органические соединения. (ЛОС), диоксид серы (SO2) и твердые частицы (ТЧ).

Однако многие инженеры, знакомые с газовыми котлами, ошибочно полагают, что электрические котлы не могут сравниться по мощности с традиционными установками, работающими на ископаемом топливе. Благодаря значительному прогрессу в технологии электрических котлов это далеко не так. Сегодня такая технология может сравниться по мощности с большими газовыми или жидкотопливными котлами при гораздо меньших габаритах.

Электрические котлы используют проводящие и резистивные свойства воды для передачи электрического тока и производства пара. AC ток течет от электрода одной фазы к земле, используя воду в качестве проводника. Поскольку химические вещества, содержащиеся в воде, обеспечивают проводимость, поток тока генерирует тепло непосредственно в самой воде. Чем больше ток (ампер) течет, тем больше тепла (БТЕ) ​​вырабатывается и тем больше пара производится. Важно отметить, что почти 100 % электроэнергии преобразуется в тепло без потери дыма или теплопередачи.

«Существует целое поколение инженеров, которые выросли почти исключительно на котлах, работающих на жидком и газовом топливе», — говорит Роберт Прессер, вице-президент Acme Engineering, которая, наряду с североамериканскими предприятиями, строит в Европе по европейским стандартам и имеет сеть производителей сосудов высокого давления, отвечающих требованиям CE, а также партнеры во Франции и Великобритании для сборки оборудования на месте.

По словам Прессера, электроды парового котла с электродами высокого напряжения CEJS компании Acme установлены вертикально вокруг внутренней части сосуда высокого давления. Это позволяет агрегату производить максимальное количество пара на минимальной площади пола при мощности котла от 6 МВт до 52 МВт.

Котел работает при существующем распределительном напряжении от 4,16 до 25 кВ с КПД до 99,9% и может производить до 170 000 фунтов пара в час. По его словам, котлы рассчитаны на давление от 105 до 500 фунтов на кв.

«Из-за предубеждений теперь электрические котлы представляются небольшими маломощными агрегатами, вроде водонагревателя», — добавляет Прессер. «Поэтому нам часто приходится обучать инженеров тому, что существует технология электрических котлов, которая может соответствовать мощности больших доступных газовых или мазутных котлов».

По словам Прессера, электрические котлы большой мощности хорошо подходят для обеспечения вспомогательной энергией практически по требованию. Вспомогательные котлы также используются для питания турбин с команда, когда требуется высокая производительность быстро, а также для нагрева технической воды.

Кроме того, технология электрических котлов используется для централизованного теплоснабжения жилых и коммерческих помещений, спрос на которые растет, особенно в городских центрах. При централизованном теплоснабжении распределенное тепло вырабатывается в центре через систему изолированных труб и используется для высокоэффективного, экологически чистого отопления помещений и нагрева воды. Для систем центрального отопления технология электрического котла обеспечивает достаточную мощность для своего компактного размера. Этот подход в настоящее время рассматривается для установки нескольких паровых котлов мощностью 50 МВт в центре Манхэттена, заменяющих газовые котлы для централизованного снабжения паром ряда зданий.

Электрические котлы также имеют ряд преимуществ по сравнению с котлами, работающими на жидком или газовом топливе, включая более высокую безопасность, простоту установки, более быстрый запуск и время остановки, а также бесшумную работу.

«Электрические котлы не нуждаются в операторе, потому что, если что-то пойдет не так, сработает выключатель, что предотвратит дальнейшее обострение проблемы», — говорит Прессер. «Однако в газовых котлах любая утечка газа может увеличить риск взрыва. Так, газовые установки обычно необходимо постоянно контролировать или периодически осматривать». Он отмечает, что государственные и муниципальные правила техники безопасности различаются в зависимости от типа котла и ожидаемой частоты проверок.

С электрическими котлами ввод энергии, а также регулировка также точны и практически немедленны. Напротив, повышение или понижение температуры в котле, работающем на газе, является более медленным процессом, потому что требуется время, чтобы тепло в котле увеличилось или рассеялось до достижения заданной мощности.

По мере того, как США и ЕС принимают решение резко сократить выбросы парниковых газов для борьбы с изменением климата, необходимость сокращения выбросов углекислого газа для промышленности будет только возрастать. В этой битве за защиту окружающей среды до того, как глобальный климат достигнет необратимого переломного момента, промышленность вместе с правительством должны внести свой вклад. К счастью, передовая технология электрических котлов с нулевым уровнем выбросов может быть легко реализуемой частью решения.

Не отстают и производители паровых котлов, которые стараются применять энергоэффективные технологии для энергетики, систем отопления, а также промышленных решений, особенно на металлургических предприятиях. Кроме всего прочего, паровые котлы могут работать на биомассе.