화석연료 발전소

Fossil fuel power station
폴란드에 있는 5,400 MWBewchatow 발전소 - 세계에서 가장 큰 석탄 화력발전소 중 하나입니다.

2019년 세계 전원별 발전량(총 발전량은 27페타와트시)[1][2]

석탄(37%)
천연가스(24%)
하이드로(16%)
핵(10%)
바람 (5%)
솔라 (3%)
기타(5%)

화석 연료 발전소는 전기를 생산하기 위해 석탄이나 천연 가스 같은 화석 연료를 태우는 화력발전소이다.화석 연료 발전소에는 연소의 열에너지를 기계적 에너지로 변환하는 기계가 있으며, 이 기계는 발전기를 작동시킨다.원동력은 증기 터빈, 가스터빈 또는 소규모 발전소에서는 왕복 가스 엔진일 수 있다.모든 플랜트는 뜨거운 가스의 팽창에서 추출된 에너지(증기 또는 연소 가스)를 사용합니다.에너지 변환 방법은 다르지만 모든 화력발전소 변환 방법은 카르노 효율에 의해 효율이 제한되므로 폐열을 발생시킵니다.

화석 연료 발전소는 세계에서 사용되는 대부분의 전기 에너지를 공급한다.일부 화력발전소는 베이스로드 발전소로 계속 가동되도록 설계되었으며, 다른 화력발전소는 피크 발전소로 사용되고 있다.그러나 2010년대부터 많은 국가에서 가변 재생 에너지로 증가하는 [3]발전의 균형을 맞추기 위해 베이스로드 공급을 위해 설계된 발전소가 파견 가능 발전으로 운영되고 있다.

화석연료발전소 운영의 부산물은 설계와 운영에서 고려되어야 한다.화석연료의 연소로 인한 연도 가스에는 이산화탄소와 수증기, 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 석탄화력발전소의 경우 수은, 다른 금속의 미량, 플라이 애쉬 등의 오염물질이 포함되어 있습니다.보통 모든 이산화탄소와 다른 오염의 일부는 공기로 배출된다.석탄 연소 보일러의 고체 폐재도 제거해야 합니다.

화석 연료 발전소는 지구 온난화의 주요 원인인 온실 가스인 이산화탄소의2 주요 배출원이다.최근의[4] 연구 결과에 따르면 대기업 주주들이 이용할 수 있는 순이익은 미국의 자연재해와 관련된 온실가스 배출 책임에서 석탄 화력발전소 하나로 상당한 감소를 볼 수 있다.그러나 2015년 현재 미국에서는 이러한 피해 사례가 없다.전기 에너지 단위당 갈색 석탄은 천연 가스보다 거의 두 배 많은 CO를2 배출하고 흑탄은 갈색보다 약간 적게 배출합니다.2019[업데이트]의 배출의 탄산 가스 포획과 저장 경제적으로 화석 연료를 사용하는 발전 stations,[5]와 1.5°C미만의 지구 온난화를 유지하지만 주지 않아도 더 많은 화석 연료 발전소와 기존의 화석 연료 발전소 일찍, 조림과 같은 다른 대책과 함께 작동이 중단된 있을 가능성이 있다고에 실행 가능하지 않다.[6][7]

기본 개념: 기계 에너지로 가열

주요 기사:화력 발전소

석탄, 연료유, 천연가스 또는 오일셰일 등의 화석연료에 축적된 화학에너지와 공기의 산소가 순차적으로 열에너지, 기계에너지, 마지막으로 전기에너지로 변환된다.각각의 화석 연료 발전소는 복잡하고 맞춤형으로 설계된 시스템이다.토지, 천연 자원 및 노동력을 보다 효율적으로 사용하기 위해 단일 현장에 여러 발전 장치를 건설할 수 있다.세계의 대부분의 화력발전소는 화석연료를 사용하며, 원자력, 지열, 바이오매스, 또는 농축 태양광 발전소의 수보다 많다.

열역학 제2법칙은 어떤 폐쇄 루프 사이클도 연소 중에 발생하는 열의 극히 일부만 기계적 작업으로 변환할 수 있다는 것입니다.폐열이라고 불리는 나머지 열은 사이클의 반환 부분 동안 더 차가운 환경으로 방출되어야 합니다.냉각 매체로 방출되는 열의 비율은 냉각 시스템(환경)과 열원(연소로)의 절대 온도 비율 이상이어야 합니다.용해로 온도를 올리면 효율은 향상되지만 주로 건설에 사용되는 합금을 선택함으로써 설계가 복잡해지고 용해로는 더 비싸집니다.폐열은 더 차가운 냉각 시스템 없이는 기계적 에너지로 전환될 수 없습니다.단, 열병합발전소에서는 건물의 난방을 위해, 온수를 생산하기 위해, 또는 일부 정유공장, 플랜트 및 화학합성공장과 같은 산업 규모의 재료를 가열하기 위해 사용될 수 있다.

유틸리티 스케일 전기 발전기의 일반적인 열 효율은 석탄 [8]및 석유 화력발전소의 경우 약 37%, 복합 사이클 가스 화력발전소의 경우 56 - 60%(LEV)이다.용량으로 가동하면서 피크 효율을 달성하도록 설계된 발전소는 설계 외(즉 온도가 너무 낮음)[9]에서 가동할 때 효율성이 떨어집니다.

열 엔진으로 운영되는 실용적인 화석 연료 스테이션은 열 에너지를 유용한 작업으로 전환하기 위해 카르노 사이클 제한을 초과할 수 없습니다.연료 전지는 열 엔진이 아닌 것과 같은 열역학적 한계를 가지고 있지 않습니다.

화석 연료 발전소의 효율은 열 속도로 표현될 수 있다(BTU/킬로와트 또는 메가줄/킬로와트).

식물의 종류

주요 기사:화력 발전소

스팀

증기 터빈 발전소에서 연료는 용해로에서 연소되고 뜨거운 가스는 보일러를 통해 흐른다.물은 보일러에서 증기로 변환됩니다. 증기를 과열하기 위한 추가 가열 단계가 포함될 수 있습니다.뜨거운 증기는 제어 밸브를 통해 터빈으로 보내집니다.증기가 팽창하고 식으면 그 에너지가 터빈 블레이드로 전달되어 발전기가 회전합니다.사용 후 증기는 압력과 에너지 함량이 매우 낮습니다. 이 수증기는 응축기를 통해 공급되며, 응축기에서 열을 제거합니다.그런 다음 응축수를 보일러로 펌핑하여 사이클을 반복합니다.

보일러에서 배출되는 물질에는 이산화탄소, 황산화물, 연료 내 불연성 물질로 인한 석탄 플라이 애쉬 등이 있습니다.콘덴서의 폐열은 공기 중으로 전달되거나 때로는 냉각수, 호수 또는 강으로 전달됩니다.

가스터빈 및 복합 가스/증기

주요 기사: 가스 화력 발전소
480 메가와트 GE H형 발전 가스터빈
유타주 모나 근처에 있는 커런트 크릭 발전소는 천연가스 연소식 전기 공장이다.

화석 연료 발전소의 한 종류는 열 회수 증기 발생기(HRSG)와 함께 가스터빈을 사용한다.이것은 가스터빈의 브레이튼 사이클과 HRSG의 랭킨 사이클을 결합하기 때문에 복합 사이클 발전소라고 불립니다.터빈은 천연가스나 연료유로 연료를 공급받는다.

왕복 엔진

참고 항목: 가스 화력발전소

디젤 엔진 발전기 세트는 광범위한 전력망에 연결되지 않은 지역사회에서 주력으로 사용되는 경우가[citation needed] 많습니다.비상(대기) 전원 시스템은 연료 오일 또는 천연 가스로 작동하는 왕복식 내연 엔진을 사용할 수 있습니다.스탠바이 발전기는 공장이나 데이터센터의 비상전원으로 사용할 수 있습니다.또한 전력수요가 높은 전력요금을 삭감하기 위해 로컬 유틸리티 시스템과 병행하여 가동할 수도 있습니다.디젤 엔진은 비교적 낮은 회전 속도에서 강한 토크를 발생시킬 수 있으며, 이는 교류 발전기를 구동할 때 일반적으로 바람직하지만 장기간 보관 중인 디젤 연료는 수분 축적 및 화학적 분해로 인해 문제가 발생할 수 있습니다.거의 사용되지 않는 발전기 세트는 연료 시스템 유지보수 요건을 최소화하기 위해 천연가스 또는 LPG로 설치할 수 있다.

가솔린(가솔린), 프로판 또는 LPG로 작동하는 스파크 점화 내연기관은 일반적으로 건설 작업, 비상 전원 또는 레크리에이션 용도로 휴대용 임시 전원으로 사용됩니다.

스털링 엔진과 같은 왕복식 외부 연소 엔진은 재생 연료나 산업 폐열뿐만 아니라 다양한 화석 연료로 작동할 수 있습니다.전력 생산을 위해 스털링 엔진을 설치하는 것은 비교적 드문 일입니다.

역사적으로, 최초의 중앙역은 발전기를 구동하기 위해 왕복 증기 엔진을 사용했다.공급해야 할 전기 부하의 크기가 커짐에 따라 왕복 장치가 너무 크고 번거로워져서 경제적으로 설치할 수 없었습니다.증기 터빈은 중앙역 서비스의 모든 왕복 엔진을 빠르게 교체했다.

연료

석탄

전형적인 증기순환 석탄발전소 그림(왼쪽에서 오른쪽으로 진행)
석탄 화력발전소는 2017년 [10]9월 현재 미국에서 소비되는 전력의 약 32%를 공급하고 있다.여긴 유타주 헬퍼 근처에 있는 캐슬 게이트 공장이야
주요 기사 : 석탄화력발전소

석탄은 지구상에서 가장 풍부한 화석연료로 화력발전소의 에너지원으로 널리 쓰이며 비교적 저렴한 연료다.석탄은 불순한 연료로 석유나 천연가스보다 더 많은 온실가스와 오염을 발생시킨다.예를 들어 1000MWe 석탄화력발전소가 가동되면 우라늄 채굴, 원자로 운전, 폐기물 [11]처리를 포함한 동등한 원자력발전소의 연간 136명 대비 연간 490명의 방사능 선량이 발생한다.

석탄은 고속도로 트럭, 철도, 바지선, 탄광선 또는 석탄 슬러리 파이프라인을 통해 운반된다.광산에 인접한 발전소는 컨베이어 벨트나 대형 디젤 전기 구동 트럭으로 석탄을 공급받을 수 있다.석탄은 보통 거친 석탄을 2인치(5cm) 미만의 크기로 분쇄하여 사용할 수 있도록 준비됩니다.

천연가스

주요 기사: 가스 화력 발전소

가스는 매우 흔한 연료이며 미국과 영국처럼 20세기 후반이나 21세기 초에 가스가 발견된 국가들에서 대부분 석탄을 대체해 왔다.때때로 석탄 화력발전소는 이산화탄소 순배출량을 줄이기 위해 천연가스를 사용하기 위해 다시 설치된다.석유 연료 플랜트는 운영 비용을 낮추기 위해 천연 가스로 전환될 수 있습니다.

기름

중유는 한때 발전의 중요한 에너지원이었다.1970년대 유가 상승 이후 석유는 석탄과 이후 천연가스로 대체되었다.증류유는 특히 그리드에 상호 연결되지 않은 고립된 지역사회에서 사용되는 디젤 엔진 발전소의 연료원으로서 여전히 중요합니다.액체 연료는 가스터빈 발전소에서, 특히 피킹 또는 비상 서비스를 위해 사용될 수도 있습니다.3가지 화석연료원 중 석유는 고형석탄보다 운반과 취급이 용이하고 천연가스보다 현장보관이 용이하다는 장점이 있다.

열과 전력의 조합

열병합발전(CHP)은 열병합발전소라고도 하며 전력과 열을 모두 제공하기 위해 화력발전소를 사용하는 것입니다(예를 들어 지역난방 목적으로 사용됩니다).이 기술은 가정용 난방(저온)뿐만 아니라 산업용 공정열(고온열)에도 적용되고 있다.계산에 따르면 기존 화석연료가 계속 [12][unreliable source?]연소되는 경우 CHPDH(Combined Heat and Power District Heating)가 탄소 배출을 줄이는 가장 저렴한 방법(그러나 제거하지는 않음)인 것으로 나타났습니다.

환경에 미치는 영향

미국 네바다주 러플린 인근의 1580MW급 석탄발전소 모하비 발전소는 환경[13] 제한으로 2005년부터 가동을 중단했다.

화력발전소는 유독가스와 미립자 물질을 생산하는 주요 인공원 중 하나이다.화석연료 발전소는 다음과 같은 오염물질의 배출을 일으킨다.NOx, SOx, CO2, CO, PM, 유기 가스 및 다환 방향족 탄화수소.[14]IEA와 같은 세계 기구와 국제 기구들은 화석 연료, 특히 석탄을 태우는 것이 환경에 미치는 영향에 대해 우려하고 있다.석탄의 연소는 산성비와 대기 오염에 가장 많이 기여하며 지구 온난화와 관련이 있다.석탄의 화학적 구성 때문에 고체 연료에서 연소 전에 불순물을 제거하는 것은 어렵습니다.현대의 석탄 발전소는 매연 더미의 배기를 여과하는 새로운 "스크러버" 기술로 인해 오래된 설계보다 덜 오염시킨다.그러나 각종 오염물질의 배출량은 여전히 천연가스 발전소의 평균 몇 배 수준이며, 세척기는 포획된 오염물질을 폐수로 옮기고 있어 수용수 오염을 방지하기 위한 처리가 여전히 필요하다.이러한 최신 설계에서 석탄 화력발전소의 오염은 이산화탄소, 질소 산화물 및 이산화황과 같은 가스를 대기 중으로 방출하고 납, 수은, 카드뮴, 크롬은 물론 비소, 셀레늄 및 질소 화합물(질산염 및 아질산염)[15]을 함유할 수 있는 상당한 양의 폐수를 방출하기 때문에 발생합니다.

산성비는 질소산화물과 이산화황의 방출에 의해 발생한다.이들 가스는 그 자체가 미산일 수도 있지만 대기와 반응할 때 황산, 질산, 황산과 같은 산성 화합물을 만들어 비로서 내리는 것을 산성비라고 한다.유럽과 미국에서는 엄격한 배출법과 중공업의 감소로 인해 이 문제와 관련된 환경적 위험이 감소하여 1960년대 이후 배출량이 감소하였다.

2008년 유럽환경청(EEA)은 유럽연합([16]EU)의 발전소에서 실제 배출량을 기반으로 연료의존성 배출계수를 문서화했다.

오염 물질 경탄 갈색 석탄 연료유 기타 오일 가스
CO2(g/GJ) 94,600 101,000 77,400 74,100 56,100
SO2(G/GJ) 765 1,361 1,350 228 0.68
NOx(G/GJ) 292 183 195 129 93.3
CO(g/GJ) 89.1 89.1 15.7 15.7 14.5
비메탄유기화합물(g/GJ) 4.92 7.78 3.70 3.24 1.58
미립자 물질(G/GJ) 1,203 3,254 16 1.91 0.1
총 연도 가스량(m3/GJ) 360 444 279 276 272

이산화탄소

참고 항목: 이산화탄소 및 가스 화력발전소
세계 최대 이산화탄소[17] 배출국인 대만의 타이중 석탄 화력발전소

탄소 기반 연료를 사용한 전력 생산은 전 세계 이산화탄소(CO2) 배출량의 상당 부분과 2010년 미국 인공 이산화탄소 배출량의 34%를 차지합니다.미국에서는 전기의 70%가 화석연료의 [18]연소에 의해 발생한다.

석탄은 석유나 천연가스 화석연료보다 더 많은 탄소를 함유하고 있어 발전 단위당 이산화탄소 배출량이 더 많다.2010년에 석탄은 발전에서 발생하는 CO 배출량의2 약 81%를 차지했으며,[19] 미국에서 발생하는 전력의 약 45%를 차지했다.2000년 미국 석탄 열연소의 탄소강도(CO배출량)는2 2249lbs/MWh(1,029kg/MWh),[20] 미국 석유 열발전 탄소강도는 1672lb/MWh(758kg/MWh 또는 211kg/GJ)[21]였으며, 미국 천연가스 생산의 탄소강도는 1672lb/MWh였다.

정부간기후변화위원회(IPCC)는 대기 중 온실가스의 양이 증가하면 지구 온난화 수준의 평균 기온 상승으로 이어질 가능성이 매우 높다고 보고하고 있다.이러한 온난화가 지구 기후를 변화시킬 가능성에 대한 우려로 인해 IPCC는 [23]전 세계적으로 이산화탄소 배출량을2 대폭 줄여야 한다고 권고했다.

높은 연소 온도에서 배출량을 줄일 수 있어 사이클 내에서 전기를 보다 효율적으로 생산할 수 있습니다.2019년 현재 대기 중 CO 배출2 비용은 화석 연료 발전소에 탄소 포획 저장(CCS)을 추가하는 비용보다 훨씬 낮기 때문에 소유주들은 그렇게 [5]하지 않고 있다.

이산화탄소 배출량 추정

화석2 연료 발전소의 CO 배출량은 다음 공식으로 [24]추정할 수 있다.

CO2 배출량 = 용량 x 용량 계수 x 열 비율 x 방출 강도 x 시간

여기서 "용량"은 발전소의 "명판 용량" 또는 최대 허용 출력이고, "용량 계수" 또는 "부하 계수"는 발전소가 정격 용량으로 논스톱으로 작동할 경우 생산되는 전력량에 대한 측정값이다. 열 속도는 열 에너지 입력/전기 에너지 출력, 방출 강도(또한 호출)이다.ed 배출 계수)는 특정 연료에 대해 발생하는 열의 단위당 방출되는2 CO이다.

예를 들어, 용량의 절반으로 평균 가동되는 새로운 1500 MW 초임계 갈탄 연료 발전소의 연간2 CO 배출량은 다음과 같이 추정될 수 있다.

= 1500MW x 0.5 x 100/40 x 101000 kg / TJ x 1 년

= 1500MJ/s x 0.5 x 0.101kg/MJ x 365x24x60x60s

= 1.5x103 x−1 5x10 x 2.5 x 1.01−1 x 3.15367 x 10 kg

= 59.7 x3-1-1+7 10 kg

= 5.97 Mt

따라서 이 발전소는 매년 약 6메가톤의 이산화탄소를 배출하는 것으로 추정된다.유사한 추정 결과는 Global Energy Monitor, Carbon Tracker 및 Electric Map과 같은 조직에 의해 매핑됩니다.

또는 위성 [25]관측에서 CO 배출량(아마도 다른 가스를 통해 간접적으로)을 측정할2 수 있다.

미립자 물질

석탄 연소와 관련된 또 다른 문제는 공중 위생에 심각한 영향을 미치는 미립자 배출이다.발전소는 집진장치 또는 정전 집진기를 사용하여 연도 가스로부터 미립자를 제거합니다.석탄을 태우는 몇몇 새로운 공장들은 석탄과 물의 반응으로 합성 가스가 만들어지는 다른 과정인 통합 가스화 복합 사이클을 사용합니다.합성 가스는 대부분의 오염 물질을 제거하기 위해 가공된 후 처음에는 가스 터빈에 전력을 공급하기 위해 사용됩니다.그리고 나서 가스 터빈에서 나오는 뜨거운 배기가스는 증기 터빈에 동력을 공급하기 위해 증기를 발생시키는 데 사용됩니다.이러한 발전소의 오염 수준은 "고전적인" 석탄 [26]발전소의 오염 수준보다 현저히 낮습니다.

석탄 화력발전소에서 나오는 입자성 물질은 해로울 수 있고 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.연구에 따르면 입자 물질에 대한 노출은 호흡 및 심장 [27]사망률의 증가와 관련이 있는 것으로 나타났다.미립자 물질은 폐의 작은 기도에 자극을 줄 수 있으며, 이는 천식, 만성 기관지염, 기도폐쇄, 가스 [27]교환의 문제를 증가시킬 수 있습니다.

미립자 물질에는 화학 성분과 크기에 따라 다양한 종류가 있습니다.석탄 화력발전소에서 발생하는 미립자 물질의 주요 형태는 석탄 플라이 애쉬이지만, 석탄 [28]화력발전소에서 발생하는 미립자 물질의 주요 부분은 2차 황산염과 질산염이다.석탄 플라이 애쉬는 석탄이 연소된 후에 남는 것이기 때문에 [29]석탄에서 발견되는 불연성 물질로 구성되어 있습니다.

이러한 입자의 크기와 화학적 조성은 인간의 [27][28]건강에 미치는 영향에 영향을 미친다.현재는 거친(지름 2.5μm 이상) 입자와 미세한(지름 0.1μm~2.5μm 미만) 입자가 규제되어 있으나 초미세입자(지름 0.1μm 미만)는 규제되어 있지 않지만 위험성이 [27]크다.불행히도 어떤 종류의 미립자가 가장 해를 끼치는지에 대해서는 아직 많이 알려져 있지 않기 때문에 미립자를 [28]규제하기 위한 적절한 법률을 마련하는 것이 어렵다.

석탄 화력발전소에서 발생하는 미세먼지 배출을 줄이는 데는 몇 가지 방법이 있다.재의 약 80%는 재떨이에 떨어지지만, 나머지 재는 대기 중으로 운반되어 석탄 날리는 재로 [29]변한다.이러한 입자상 물질 방출을 줄이는 방법에는 다음이 포함된다.

  1. 집진행소
  2. 정전 집진기(ESP)
  3. 사이클론 수집기

집진장치에는 재 입자를 모으는 미세한 필터가 있고, 정전식 집진기는 고압판에 재 입자를 가두는 데 전장을 사용하고, 사이클론 수집기는 원심력을 이용해 입자를 벽에 [29]가둔다.최근의 연구는 중국의 화석 연료 발전소에서 나오는 유황 배출이 10년 동안 지구 온난화를 진정시켰을 수도 있다는 것을 보여준다.[30]

폐수

석탄 화력 발전소의 와스테스트림

화석 연료 발전소, 특히 석탄 화력발전소는 산업 폐수의 주요 원천이다.폐수 흐름에는 연도 가스 탈황, 플라이 애쉬, 바닥 애쉬 및 연도 가스 수은 제어가 포함됩니다.습식세척기와 같은 대기 오염 제어 장치가 있는 식물은 일반적으로 포획된 오염 물질을 폐수 [15]흐름으로 옮깁니다.

지표면 저수지의 일종인 재못은 석탄 화력발전소에서 널리 사용되는 처리 기술이다.이러한 연못은 발전소 폐수의 큰 입자(총 부유물질로 측정)를 제거하기 위해 중력을 사용한다.이 기술은 용해된 오염물질을 처리하지 않는다.발전소는 발전소의 특정 wastestream에 따라 오염물질을 제어하기 위해 추가 기술을 사용합니다.여기에는 건재 처리, 폐쇄 루프 재 재활용, 화학 침전, 생물학적 처리(활성화된 슬러지 프로세스 등), 막 시스템 및 증발 결정 시스템이 포함됩니다.2015년 EPA는 청정수법에 따라 미국 발전소가 이러한 기술 [15]중 하나 이상을 사용하도록 요구하는 규정을 발표했다.이온 교환막과 전기 투석 시스템의 기술적 발전으로 EPA [31]배출 한도를 충족하기 위해 연도 가스 탈황 폐수의 고효율 처리가 가능해졌다.

방사성 트레이스 요소

석탄은 주로 축적된 식물성 물질로 이루어진 퇴적암으로, 많은 무기질 및 원소를 포함하고 있으며, 그 생성 과정에서 유기물과 함께 퇴적된다.지구 지각의 나머지 부분으로서, 석탄은 또한 낮은 수준의 우라늄, 토륨, 그리고 환경으로 방출되면 방사능 오염을 초래하는 다른 자연적으로 발생하는 방사성 동위원소를 포함하고 있다.이러한 물질은 극소량의 미량 불순물로 존재하지만 석탄이 충분히 연소되어 상당량의 물질이 방출됩니다.1,000 MW 석탄 화력발전소는 연간 5.2 미터톤의 우라늄(우라늄-235 74파운드(34 kg) 함유)과 연간 12.8 미터톤의 토륨을 [32]방출할 수 있다.이에 비해, 1,000 MW의 원자력 발전소는 [33]연간 약 30 미터톤의 고준위 방사성 고체 포장 폐기물을 발생시킨다.1982년 미국의 석탄 연소는 스리마일 섬 [34]사건보다 155배나 많은 방사능을 대기 중으로 방출한 것으로 추정된다.1937년부터 2040년 사이에 전 세계 석탄 연소로 인한 총 방사능은 270만 퀴리, 즉 0.101EBq로 [32]추정된다.정상 운전 중 석탄 발전소의 유효 선량은 원자력 [32]발전소의 100배이다.비교:그냥이 체르노빌 핵 참사, iodine-131에 혼자 발표로 추정되는 176EBq에 정상 운전 경력을 속인 것 기준이었습니다.반면 iodine-131, 주요 방사성 물질 해석의 방사능[35], 크기의 이 값보다 더 우위에 석탄으로부터 총 배출량에 대해 값 1명의 명령 1세기 만에 불에 탔다.사고 상황에서, 반감기는 단 8일입니다.

석탄재에 의한 수질 및 공기 오염

2010년 8월 발표된 미국 환경 무결성 프로젝트, 시에라 클럽 및 Earthjustice 기관이 미국 내 주 오염 데이터를 조사한 연구에 따르면 미국 21개 주의 현장에 버려지는 석탄 화력발전소에서 생산되는 석탄재가 지하수를 독성 물질로 오염시킨 것으로 나타났다.비소와 납을 포함한 오염물질은 독을 만든다.이 연구는 석탄재로 인한 물의 오염 문제가 미국에서 추정된 것보다 훨씬 더 광범위하다는 결론을 내렸다.이 연구는 발전소에서 생산되는 [36]석탄재에 오염된 미국 전역의 지하수 설치장수를 137곳에 이르게 했다.

비소는 피부암, 방광암, 폐암을 일으키고 납은 신경계를 [37]손상시키는 것으로 나타났다.석탄재 오염물질은 호흡기 질환과 다른 건강 및 발달 문제와도 관련이 있으며, 지역 수생 [36]생물에 지장을 주고 있다.석탄재는 또한 다양한 독성 오염물질을 인근 공기로 방출하여, 날아다니는 석탄 [37]먼지를 들이마시는 사람들에게 건강을 위협한다.

수은 오염

미국 정부 과학자들은 미국 전역의 291개 하천에서 수은 오염 여부를 검사했다.미국 내무부의 연구에 따르면, 그들은 실험한 모든 물고기에서 수은을 발견했다.그들은 심지어 외딴 시골 수로의 물고기에서도 수은을 발견했다.실험 대상 물고기의 25%는 정기적으로 물고기를 먹는 사람들에 대해 미국 환경 보호국이 정한 안전 수준 이상의 수은 수치를 가지고 있었다.미국에서 수은 오염의 가장 큰 원인은 석탄 연료 발전소 [38]배출이다.

화석연료발전소 전환

참고 항목: 매립지 » 재활용 자재

오염을 줄이고 화석 연료 발전소의 탄소 배출을 줄이거나 제거하기 위한 몇 가지 방법이 있다.자주 사용되는 비용 효율적인 방법은 발전소를 다른 연료로 작동하도록 변환하는 것입니다.여기에는 석탄 발전소를 에너지 작물/바이오매스 또는[39][40][41] 폐기물로 전환하고 천연가스 발전소를 바이오가스 또는 [42]수소로 전환하는 작업이 포함된다.석탄 발전소를 폐화력발전소로 전환하면 매립량을 줄일 수 있다는 점에서 추가적인 이점이 있다.또한 폐기물 화력발전소에는 자재 회수가 가능해 환경에도 도움이 된다.에너지 작물/바이오매스가 전환된 화석 연료 발전소가 [43]사용할 재료인 경우 바이오매스의 토레코레이션이 발전소에 도움이 될 수 있다.또한 에너지 작물을 연료로 사용할 경우, 그리고 바이오차 생산을 실시할 경우, 화력발전소는 탄소 뉴트럴이 아닌 탄소 네거티브가 될 수도 있다.석탄 화력발전소의 에너지 효율을 개선하면 배출량도 줄일 수 있다.

단순히 다른 연료로 작동하도록 변환하는 것 외에 일부 기업은 기존 화석 연료 발전소를 전력 열 에너지 저장 장치(ETES)[44]를 사용하는 그리드 에너지 저장 시스템으로 변환할 수도 있습니다.

석탄 오염 완화

주요 기사: 석탄 오염 완화

는 배출 가스 economically[표창 필요한]를 복구에 있는 탄소를 만들기 회원 석탄 화학적으로 미네랄과 불순물 가끔씩 gasified, 화형 당하고, 결과 연도 가스 증기로, 아황산 가스를 제거하는 목적으로 치료, 그리고 reburned, undergroun 저장이 가능하고 석탄 오염 완화 하는 과정이다.d(후자이를 "탄소 포집 및 저장"이라고 합니다.석탄 산업은 석탄 추출, 준비 및 [45]사용의 효율성과 환경 수용성을 모두 높이기 위해 설계된 기술을 설명하기 위해 "클린 석탄"이라는 용어를 사용하고 있지만, 배출량, 특히 이산화탄소에 대한 구체적인 양적 제한은 없다.유황이나 수은과 같은 오염물질을 석탄에서 제거할 수 있는 반면, 탄소는 여전히 사용 가능한 연료를 남겨두고 효과적으로 제거할 수 없으며, 탄소 격리 및 저장 없이 깨끗한 석탄 발전소는 이산화탄소 배출을 크게 줄이지 않습니다.제임스 한센은 당시 버락 오바마 미국 대통령에게 보낸 공개 서한에서 "CO를 흡수하고 저장하지2 않는 석탄 발전소의 모라토리엄과 단계적 폐기"를 주장했다.마찬가지로 한센은 그의 저서 "내 손자들의 폭풍"에서 그의 책임 선언에 대해 논하는데, 첫 번째 원칙은 [46]"이산화탄소를 포획하고 격리시키지 않는 석탄 화력발전소의 모라토리엄"을 요구한다.

천연가스에서 변환된 수소로 발전소를 운영

가스 화력발전소 또한 [47]수소로 작동하도록 개조될 수 있다.수소는 수소 경제로의 한 걸음으로서 증기 개질을 통해 천연 가스에서 생성될 수 있으며, 따라서 결국 탄소 [48][49]배출을 줄일 수 있다.

2013년부터, 전환 과정은 칼스루에 액체 금속 연구소의 과학자들에 의해 메탄 [50]열분해라고 불리는 과정을 사용하여 개선되었다.그을음을 쉽게 제거할 수 있었습니다(그을음은 공정의 부산물이며 과거 작업 부품(특히 니켈-철-코발트카탈리스)[51][52]이 손상되었습니다).그을음(탄소 함유)은 지하에 저장될 수 있으며 대기로 방출되지 않습니다.

화석 연료 발전소의 단계적 폐쇄

다음 항목도 참조하십시오.화석 연료의 단계적 폐기

2019년 현재 화석 연료 발전소가 더 이상 건설되지 않고 일부 기존 화석 연료 발전소가 산림 [6]재생과 같은 다른 조치와 함께 조기에 폐쇄될 경우 지구 온난화를 1.5°C 이하로 유지할 가능성이 있다.화석 연료 발전소의 대안으로는 원자력, 태양광, 지열, 풍력, 수력, 바이오매스 발전소 및 기타 재생 에너지(비탄소 경제 참조)가 있다.이들 중 대부분은 산업 규모에서 입증된 기술이지만, 다른 기술들은 여전히 프로토타입 형태입니다.

일부 국가는 전기 에너지 생산 비용만 포함하며 탄소의 사회적 비용이나 석탄 연소로 인한 많은 오염 물질과 관련된 간접 비용은 고려하지 않는다(예: 미세한 연기 [53]입자에 의한 호흡기 질환으로 인한 병원 입원 증가).

세대원별 상대비용

주요 기사:전원별 전기요금

발전소 비용을 비교할 때는 몇 가지 주요 요인을 고려하여 발전기 터미널의 전력 비용을 계산하는 것이 일반적이다[clarification needed].연결 비용, 배전망에 대한 각 발전소의 영향과 같은 외부 비용은 터미널에서 계산된 전력 비용에 대한 추가 비용으로 별도로 고려된다.

고려되는 초기 요인은 다음과 같습니다.

  • 원자력 폐기 및 폐로 비용을 포함한 자본 비용.
  • 운용 및 유지 보수 비용.
  • 화석 연료 및 바이오매스 자원에 대한 연료비. 폐기물에 대해서는 마이너스일 수 있습니다.
  • 풍력 에너지의 경우 30%, 원자력 에너지의 경우 90%까지 높을 수 있는 연간 가동 시간 또는 부하 계수.
  • 예를 들어 열과 전력 지역 난방(CHP/DH) 조합에서 열 판매량을 상쇄합니다.

이러한 비용은 할인된 현금흐름을 사용하여 화석연료 발전소의 30-50년 수명[clarification needed] 동안 발생한다.

「 」를 참조해 주세요.

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외부 링크

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