Разработка методических основ создания углерод нейтральных технологий производства электроэнергии на основе СО2-циклов

Разработаны методические основы создания углерод нейтральных технологий производства электроэнергии на основе циклов с нулевыми выбросами в атмосферы. Проведены вариантные исследования с определением показателей энергетической и технико-экономической эффективности. Показано, что удельный расход условного топлива на отпуск электроэнергии для СО2-технологий составляет 251-300 г.у.т/кВт*ч. Показано, что коэффициент собственных нужд СО2-технологий по абсолютным значениям превышает аналогичный показатель всех широко применяемых способов получения электроэнергии на органическом топливе, в том числе и технологий ПГУ с внутрицикловой газификацией угля. Показано, что основной вклад в собственные нужды установок на основе СО2-циклов составляют затраты электроэнергии на производство кислорода и на привод компрессоров в случае их применения. Показано, что при сопоставимых показателях эффективности выработки электроэнергии и расходах топлива на основе СО2-установок и NGCC на основе газовых турбин серии F и H температуры входа для СО2-установок находятся на уровне 1000-1200 ºС вместо 1200-1450 ºС для NGCC. Показано, что по удельному расходу условного топлива СО2-технологии превосходят технологии SSCP и конкурируют с технологиями NGCC (на основе газовых турбин серий A, B, E, F, H) во всем диапазоне температур входа от 900 до 1400 град.С и уступают технологиям NGCC на основе газовых турбин серий HA, HL и JAC. Показано, что стоимость воздухоразделительной установки для производства кислорода составляет 24-34% от полной стоимости оборудования в зависимости от конфигурации цикла и его начальных параметров и единичной мощности. На стоимость СО2-турбины определяющую роль оказывает начальная температура. Увеличение её на 100 град.С ведет к увеличению стоимости СО2-турбины на 10-14%. Показано, что на стоимость теплообменного оборудования главным образом влияет начальное давление. Показано, что удельные капиталовложения в СО2-технологии составляют 939-1439 $/кВт в зависимости от вида технологической схемы, начальных параметров и единичной мощности установок.