เมื่อมนุษย์เปิดสวิตช์ เพื่อให้แสงสว่างในห้อง ห่างมากที่คิดถึงกระบวนการทางกายภาพที่ซับซ้อน ที่อยู่เบื้องหลังการกระทําง่ายๆนี้โรงไฟฟ้า ที่ ใช้ น้ํามัน ฟอสซิล เป็น "หัวใจ พลังงาน" ของ อารยธรรม ใหม่องค์กรอุตสาหกรรมขนาดใหญ่เหล่านี้เปลี่ยนแหล่งพลังงานที่ใช้คาร์บอน คือ ถ่านหิน น้ํามัน และก๊าซธรรมชาติ เป็นไฟฟ้าที่ให้พลังงานแก่สังคมของเราอย่างไรก็ตามในขณะที่โครงสร้างพลังงานของโลกกําลังปรับปรุงอย่างลึกซึ้ง และความกดดันต่อสิ่งแวดล้อมเพิ่มขึ้น
โรงไฟฟ้าพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็น "โรงงานแปลงความร้อน" ที่มีความซับซ้อน โดยการทํางานหลักของโรงไฟฟ้าเหล่านี้พลังงานเคมีจากเชื้อเพลิงเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนอุณหภูมิสูง ผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชั่นความร้อนนี้จะโอนไปยังของเหลวในการทํางาน (โดยทั่วไปคือน้ําหรืออากาศ) ให้มันพลังงานภายในที่สําคัญภายใต้สภาพความดันและอุณหภูมิสูงพลังงานความร้อนแปลงเป็นพลังงานกล, ซึ่งผู้ผลิตไฟฟ้าจะเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าผ่านการผลักดันไฟฟ้าแม่เหล็ก
อุปกรณ์ผลิตพลังงานที่ทันสมัยตกอยู่ในหมวดหมู่ดังนี้
- อุปกรณ์ระบายน้ําหมาก:การเผาไหม้ถ่านหินหรือก๊าซธรรมชาติ ทําให้น้ําร้อนขึ้นเป็นควายที่ร้อนเกินทําให้มันเหมาะสมสําหรับการจําหน่ายภาระฐาน.
- อุปกรณ์อัดน้ํามัน:โดยใช้วงจรเบรย์ตัน เครื่องยนต์นี้บดอากาศ ก่อนจะผสมมันกับเชื้อเพลิงเพื่อเผาไหม้ ก๊าซแรงดันสูงที่เกิดขึ้นโดยตรงขับเคลื่อนทูไบน์ความสามารถในการเริ่มต้นอย่างรวดเร็วของพวกเขาทําให้พวกเขามีคุณค่าสําหรับการตัดเกรดสูงสุด.
- ระบบวงจรรวม:เครื่องยนต์นี้รวมทัพบินแก๊สและทัพบินควาย โดยใช้ความร้อนจากทัพบินแก๊สเพื่อผลิตควายสําหรับทัพบินรองการปรับแต่งนี้ทําให้มีประสิทธิภาพทางความร้อนสูงสุดในระหว่างเทคโนโลยีเชื้อเพลิงฟอสซิล.
- เครื่องยนต์สลับ:มักพบในระบบการผลิตไฟฟ้าแบบกระจายขนาดเล็ก หรือระบบพลังงานฉุกเฉิน ซึ่งให้ความยืดหยุ่นอย่างพิเศษและเวลาเริ่มต้นที่รวดเร็ว
จํากัดโดยกฎที่สองของเทอร์โมไดนามิก (ขีดจํากัดประสิทธิภาพวงจร Carnot) การผลิตพลังงานความร้อนทั้งหมดจะผลิตความร้อนที่เสียนี่ทําให้เกิด "พรมประสิทธิภาพ" ในทางกายภาพ แม้แต่กับเทคโนโลยี ultra-supercritical, ประสิทธิภาพความร้อนพยายามที่จะเกิน 50% ข้อจํากัดพื้นฐานนี้อธิบายว่าทําไมโรงงานเชื้อเพลิงฟอสซิล
ตลอดหลายทศวรรษ โรงไฟฟ้าพลังงานฟอสซิลเป็น "น้ํามันสะดวก" ของเครือข่ายและความเป็นอิสระจากสภาพอากาศ ทําให้มันเหมาะสมสําหรับการจัดหาพลังงานเบสล็อต.
เนื่องจากพลังงานที่สามารถปรับเปลี่ยนได้ เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ จะมีส่วนแบ่งตลาดเพิ่มขึ้น โรงงานไฟฟอสซิลต้องปรับตัว
- พลังฐานถึงยอดสนับสนุน:ด้วยการแพร่กระจายของแหล่งพลังงานที่ปรับปรุงได้มากขึ้น เครือข่ายต้องเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงของปริมาณและความต้องการที่ยิ่งใหญ่ขึ้นโรงงานพลังงานฟอสซิลต้องพัฒนาความสามารถในการเริ่มต้น-หยุดอย่างรวดเร็ว และความสามารถในการติดตามภาระเพื่อสมดุลความสับสนของพลังงานที่สามารถปรับปรุงได้.
- การสนับสนุนความอ่อนแอ:น้ําหนักหมุนในเครื่องผลิตความร้อนแบบดั้งเดิม ให้ความอ่อนแอของเครือข่ายที่สําคัญ คุณสมบัติฟิสิกอลที่จําเป็นสําหรับความมั่นคงของความถี่ ที่เทคโนโลยีการเก็บของปัจจุบันไม่สามารถทําแบบจําลองได้อย่างเต็มที่
การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมหลายมิติ ก๊าซควันไม่เพียงแค่ CO2 แต่ยังมีออกซิดไนโตรเจน (NOx),และสารละออง (เถ้าบิน).
โรงงานผลิตฟอสซิลเป็นหลักในการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลก ความเข้มข้นของคาร์บอนแตกต่างกันอย่างมากตามเชื้อเพลิง: ค่าความร้อนที่ต่ําของลิกไนท์และสารสกปรกสูงทําให้มันมีความเข้มข้นคาร์บอนเป็นพิเศษถ่านหิน bituminous ต่อไป; ก๊าซธรรมชาติ, ในฐานะ "เชื้อเพลิงการเปลี่ยนแปลง" ส่งออก 50-60% น้อยกว่าถ่านหิน.
นอกเหนือจากการปล่อยก๊าซลงในอากาศ โรงงานถ่านหินยังสร้างขยะแข็ง (ขยะหิน, ถ่านหินบิน) ที่สามารถหลั่งโลหะหนักเข้าไปในดินและน้ําใต้ดินถ้าถูกจัดการไม่ถูกต้องโรงงานที่ทันสมัยใช้เครื่องควบคุมมลพิษที่ทันสมัย, เครื่องกรอง), แต่ระบบเหล่านี้ใช้พลังงานเพิ่มเติม, ลดประสิทธิภาพต่อเนื่อง
เทคโนโลยี CCS เป็นเส้นทางชีวิตของพืชฟอสซิล ที่สามารถจับกุมการปล่อย CO2 เพื่อการกักตัวทางภูมิศาสตร์CCS ต้องเผชิญกับอุปสรรคทางเศรษฐกิจที่คึกคัก: ค่าทุน / ค่าดําเนินงานที่สูงและการลงโทษประสิทธิภาพที่สําคัญเพิ่มราคาไฟฟ้าอย่างมากการนําไปขายอย่างแพร่หลายยังห่างไกล.
การเปิดเผยทางกฎหมายกําลังเพิ่มขึ้น ในขณะที่ยังไม่มีโรงงานพลังงานใด ๆ ที่ต้องเผชิญกับความรับผิดชอบขนาดใหญ่สําหรับการปล่อยปล่อย คลินิกการฟ้องกันที่เพิ่มขึ้นเพิ่มขึ้นเพิ่มความเสี่ยงทรัพย์สินที่ติดสําหรับนักลงทุนสถาบันการเงินหลายแห่ง ปัจจุบันปฏิเสธการสนับสนุนโครงการถ่านหินใหม่, ทําให้โรงงานผลิตฟอสซิลตกเป็นส่วนหนึ่งของตลาดทุน
สังคมวิทยาศาสตร์เห็นด้วยว่า การจํากัดการอุ่นโลกให้อยู่ที่ 1.5 องศาเซลเซียส ไม่เพียงแค่ต้องหยุดการก่อสร้างโรงงานผลิตฟอสซิลใหม่ แต่ต้องเร่งการถอนกําลังของกําลังการที่มีอยู่แนวทางนโยบายนี้ทําให้อุตสาหกรรมพลังงานฟอสซิล.
โรงไฟฟ้าพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิล - เมื่อก่อนเป็นเครื่องยนต์ที่ขับเคลื่อนอารยธรรมอุตสาหกรรม - ไฟฟ้าเมืองของเรา แรงงานของเรา และทําให้ชีวิตที่ทันสมัยเป็นไปได้บทบาททางประวัติศาสตร์ของพวกเขา กําลังเปลี่ยนไปเป็นความทรงจําทางประวัติศาสตร์จากข้อจํากัดทางเทคโนโลยี ไปยังต้นทุนด้านสิ่งแวดล้อม จากการพัฒนาบทบาทของเครือข่ายไปยังความกดดันทางการเงินกลายเป็นประเด็นยุทธศาสตร์ที่ครอบคลุมความมั่นคงด้านพลังงาน, ความยุติธรรมทางเศรษฐกิจ และความยุติธรรมด้านสภาวะอากาศ
ระบบพลังงานในอนาคต อาจเปลี่ยนยักษ์อุตสาหกรรมเหล่านี้ ด้วยการเก็บของที่ทันสมัย เครือข่ายที่ฉลาด และพลังงานที่สะอาดโรงไฟฟ้าฟอสซิลจะดํารงอยู่เป็นบทสําคัญในประวัติศาสตร์พลังงานของมนุษยชาติสําหรับผู้กําหนดนโยบายร่วมสมัย การจัดระเบียบการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่เรียบร้อยและเที่ยงธรรม จะเป็นสิ่งที่สําคัญในการสร้างพัฒนาการที่ยั่งยืนในหลายทศวรรษ