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エネルギー廃棄物を電気と熱に変換する

熱電併給(CHP)と呼ばれることもあるコジェネレーションは、煙突から逃げる激しい熱を捕らえ、それを電気に変えたり、家の暖房など他の有効利用に活用する方法です。 米国の温室効果ガス排出量の約70%は電気と熱の発生によるもので(別の20%は自動車によるものです)、CHPの可能性の推定は劇的です。 多くの研究によると、米国で無駄な煙突のエネルギーを捕捉することで、化石燃料の燃焼によって現在生成されている電力の約30%を置き換え、二酸化炭素の排出を20%削減し、年間1, 500億ドルから2, 500億ドルを節約できます。 12月、オークリッジ国立研究所は、CHPが2030年までに国の電力容量の20%を生成した場合、ドイツ、日本、中国がすでにその目標に到達または超過し、デンマークがCHPによってその電力の50%を生成した場合、技術は排除すると推定しました8億4800万トンの二酸化炭素排出。 これは、1億5400万台の車を道路から取り除くようなものです。 オークリッジのレポートによると、米国でそのレベルのCHPを達成するには、2, 340億ドルの新規投資が必要であり、100万人の新しい高度な技術的雇用が生まれます。 CHPは、家庭用の暖房、冷房、発電用に小規模でも利用できるようになりました。 microCHPと呼ばれます。

スミソニアンのブルース・ハサウェイは最近、リサイクルエネルギー開発(RED)と呼ばれるシカゴの会社の会長であるCHPの専門家トム・カステンと話をしました。 Castenは30年を費やして、無駄な産業エネルギーのリサイクルを推進してきました。 彼は議会で何度も証言しており、「熱を止める:なぜアメリカはお金を節約し地球温暖化を減らすためにエネルギー効率を倍増しなければならないのか」の著者です。 コロンビアのMBAを取得しているCastenにとって、収益性の高いCHP会社を経営することは重要です。 しかし、彼のイーグルスカウトとしての経歴は、地球温暖化の削減に対する彼の情熱も説明しています。「私たちが見つけたよりもキャンプ場をきれいにしておく」というスローガンを守っています。

一部の工場は「荒れ狂うき火のように乱暴に暑く」、また煙突から蒸気が出て無駄になっているのを見ると夢中になると書いています。 なぜその光景はあなたをそんなに動揺させますか?
1974年または1975年に、二酸化炭素の排出による地球温暖化が私たち人間が直面した最大の問題であり、化石燃料の消費量を減らし、CO2の排出量を有益に削減する必要があることを確信しました。 問題は、エネルギーに対する私たちの大きなニーズと、健全な惑星と健全な経済に対するニーズをどのように調和させるかです。 私は自分のキャリアのほとんどを、無駄になっている産業エネルギーを獲得して使用することに費やしました。

West Virginia Alloysの製錬所は、米国のどの工場よりも多くのシリコンを生産しています。 (©Laura Antrim Caskey 2008) Tom Casten(右)は会長であり、彼の息子のSeanはWest Virginia Alloysに熱回収システムを設置しているRecycled Energy Development(RED)という会社の社長兼CEOです。 (©Laura Antrim Caskey 2008) 華氏3, 000度で、製錬所は石英岩を溶かしてシリコンを抽出します。 これまで、炉の排気は大気中に排出されていました。 REDのシステムは、その熱を使用して蒸気を生成し、タービンを回し、電気を生成します。 (©Laura Antrim Caskey 2008) 2010年に完全に設置する必要がある熱回収システムは、年間3億5700万キロワット時の電力を生成し、20, 000世帯に十分な電力を供給します。 (©Laura Antrim Caskey 2008) 機器の設置後、ウェストバージニアアロイはエネルギー代を節約し、二酸化炭素排出量を年間290, 000トン削減する必要があります。 (©Laura Antrim Caskey 2008)

あなたはCHPは新しいものではなく、トーマス・エジソンが1882年に世界初の発電所でそれを行ったことを書きました。彼はマンハッタンのダウンタウンに彼の工場を建設し、発電からの熱を隣の建物を暖房するために送りました。 現在の発電システムでCHPが広く使用されていないのはなぜですか?
最初に理解すべきことは、私たちのエネルギーシステムは非常に効率が悪いことです。 利用可能な技術を使って、できる限りのことをしているわけではありません。 どうして? まあ、まず第一に、私たちの送電網は主に保護された独占によって運営されており、それらは効率に対して報われていません。 効率の悪い中央発電は、氷河の人工障壁によって保護されています。 その規制氷河はゆっくりと溶けていますが、実際の氷河ほど速くはありません。

今日の平均的な発電所の効率はわずか33%であるため、基本的には3ユニットのエネルギーを消費し、1ユニットの電力を取得しています。 そして、アイゼンハワーが大統領だったときからそうでした。 残りのエネルギーはほとんどが過剰な熱であり、私たちはそれを捨てています。 発電効率を2倍にしないと、地球温暖化を抑えることはできません。 その効率は部屋の中の象です。

あなたの会社は、通常、発電所によって浪費される熱をどのように捕らえていますか?
製造業者、大学、多くのエネルギーを使用している機関向けに、現場で発電所を建設しています。 私たちは電気を生成し、副産物の熱エネルギーを捨てる代わりに、近くの建物を加熱する(化石燃料ボイラーを交換する)か、工業プロセスに使用するか、より多くの電気を生成します。 このアプローチはコジェネレーションと呼ばれます。なぜなら、それがそうであるからです。1回の発火で2つのジョブを実行するからです。 この方法でエネルギーを生産すると、効率が2倍になり、公益事業が現在行っていることに比べてC02が半分になります。 これまでに行った中で最も効果の低いプロジェクトは、効率が約70%であり、電力グリッドの2倍の効率です。 私たちの最高のプロジェクトは、効率が90%を超えています。 しかし、プロジェクトは、廃棄エネルギーをリサイクルするためにローカルでなければなりません。 熱はあまりよく伝わらない。

CHPが産業煙突から熱をどのように捕らえて利用するか説明できますか?
廃熱回収と呼びます。 煙突から排出される高温の排気を使用します。 その熱を使用して水を沸騰させて蒸気を生成し、発電機を回して発電します。 私の以前の会社の1つが働いていた場所の1つは、ミシガン湖のほとりにある製鉄所です。 私たちは彼らの廃熱を吸収し、220メガワットの完全にクリーンな電力に変えました。 それは巨大です。 それは世界中の送電網に供給される太陽光発電の量です。 その製鉄所は現在、年間約1億ドルを節約しています。これは、世界の鉄鋼市場で競争力を維持するための大きな要因です。 EPAは、温室効果ガスを年間110万トン削減したことでこのプラントを認識しています。 それこそがCHPを非常にエキサイティングなものにしているのです-それはwin-winのチャンスです。 これは、経済と環境を促進するものであり、古い誤った二分法を安価な力と頭のきれいな力との間で変えます。

そもそもどうやって省エネに着手したのですか?
私はコロラドで非常に自然志向の家族で育ちました。 私たちは、釣りに行くために橋を渡る小さなルーチンがありました、そして、我々は川を下って3、4マイル歩きました。 私たちの父は、他の誰かが残したゴミを運んでいない限り、私たちが戻ってくることを許しません。 彼は、どんな種類の馬鹿がポップボトルをそこに運び込み、そのような美しい場所に置いていくのかをめた。 母はまた、奉仕を強調しました。多くの人に与えられ、多くの人が必要です。 両親からの基本的なメッセージは、私たちが見つけたよりもきれいにキャンプ場を離れるべきだということでした。 そして、縮小しつつある世界では、キャンプ場は今や地球であり、地球温暖化はそれを脅かしています。

エネルギー廃棄物を電気と熱に変換する