Огромные массы воды в озерах за дамбами ГЭС насыщены метаном, который при прохождении через турбины бесцельно растворяется в атмосфере. Бразильские ученые разработали технологию его добычи и переработки.
ГЭС и залежи метана
При постройке плотины с одной ее стороны образуется огромное озеро или мини-море из скопившейся воды. Как правильно, его глубины измеряется десятками метров, а площадь зеркала довольно велика. При возникновении озера затапливаются окрестные территории, зачастую вместе с растительностью. Она активно гниет на дне, что приводит к образованию газа метана. Из-за тяжести водной массы он находится под давлением и практически не выходит на поверхность.
Однако, многие ГЭС устроены таким образом, что забор воды происходит у основания дамбы либо при этом процессе водные слои перемешиваются и насыщенная метаном жидкость попадает внутрь системы. Пройдя через трубы, она в итоге оказывается снаружи, в открытом мелководном водоеме. Давление падает и метан вырывается наружу, то есть, попросту испаряется в атмосфере.
Количество такого растраченного газа довольно велико – по оценкам специалистов все ГЭС мира ежегодно вырабатывают количество метана, эквивалентное 800 млн. тонн углекислого газа. Он не только бесцельно расходуется, но еще и отравляет живой мир в области дамбы, что наносит существенный вред экологии региона. Особенно остро данная проблема стоит в тропических странах, где ГЭС окружены джунглями, поэтому обилие растительности приводит к образованию огромного количества метана.
Технология извлечения метана из воды
В озере перед дамбой возводится наклонная преграда, которая блокирует нижние слои воды, но не мешает движению верхних. Таким образом в ГЭС поступает только ненасыщенная метаном вода. Для того, чтобы суммарный поток сохранял свою интенсивность и не замедлялся из-за преграды, перед ней устанавливаются насосы. Они откачивают глубокие слои воды наверх, в специальное устройство с роторным механизмом. Там вода разделяется на капли, что способствует испарению метана, который откачивается специальными насосами.
Вода подается на турбины, а газ – в небольшую ТЭЦ, расположенную рядом с ГЭС или являющуюся ее конструктивной частью. Энергия, полученная от сжигания метана, обеспечит работу насосов и будет поступать в сеть наравне с энергией от турбин ГЭС. Оптимальным вариантом является использование такой системы в часы затишья, когда нагрузка на ГЭС снижена и необходимости в очень мощном потоке воды нет.