Группа исследователей из Государственного управления прикладного образования и подготовки Кувейта предложила использовать отработанное моторное масло в качестве дополнительного топлива для крупных тепловых электростанций. По их расчетам, только в Кувейте это позволит к 2035 году вырабатывать около 1,1 ТВт·ч электроэнергии ежегодно, экономить почти 100 млн долларов на топливе и одновременно сокращать объем опасных отходов.
Отработанное моторное масло – один из наиболее опасных видов отходов: во время работы двигателя в нем накапливаются продукты износа металла, сажа, соединения серы и другие загрязняющие вещества. При неправильной утилизации они могут попадать в почву и водоемы. При этом масло сохраняет высокую теплотворную способность – около 40 МДж на килограмм, что сопоставимо с мазутом и сырой нефтью. Перед использованием его необходимо очистить от воды, механических примесей и осадка. Иначе загрязнения могут вызывать засорение форсунок, образование золовых отложений, коррозию оборудования и нестабильное горение.
В Кувейте быстро растет число автомобилей, а из-за жаркого климата моторное масло приходится менять чаще, чем во многих других регионах мира. Это приводит к образованию все больших объемов отработанного масла, которое сегодня в основном считается опасным отходом. В 2024 году его объем достиг 181,8 тысяч тонн. Одновременно ТЭС страны ежегодно сжигают миллионы тонн нефти и мазута. Исследователи решили проверить, можно ли связать эти две проблемы между собой, превратив отработанное масло в дополнительное топливо для энергетики.
Для этого они проанализировали статистику регистрации автомобилей с 2011 года, оценили объем ежегодно образующегося отработанного масла и спрогнозировали его количество до 2035 года. Затем они сравнили полученный ресурс с потребностями одной из крупнейших электростанций страны – East Doha Power Station, которая обеспечивает жителей Кувейта не только электроэнергией, но и опресненной водой.
Расчеты показали, что к 2035 году в Кувейте будет образовываться около 303 тысяч тонн отработанного моторного масла в год. После очистки этот объем будет содержать около 12,1 тыс. ТДж тепловой энергии. С учетом КПД электростанции 33% такого количества тепловой энергии достаточно для выработки примерно 1,1 ТВт·ч электроэнергии – то есть почти трети средней годовой генерации East Doha Power Station. Этого хватит, чтобы ежегодно заменять около 311 тысяч тонн мазута или 287 тысяч тонн сырой нефти, что соответствует 58% и 64% среднего потребления этих видов топлива на станции в 2013–2021 годах соответственно.
Даже после учета расходов на сбор, транспортировку и подготовку отработанного масла чистая экономия может достигать 98 млн долларов в год. При этом исследователи отмечают, что в эти оценки не включены возможное снижение затрат на ликвидацию последствий незаконного слива отработанного масла и другие экологические издержки. Поэтому реальная выгода может оказаться еще выше.
Согласно опубликованным ранее исследованиям, очищенное отработанное масло при сжигании может выделять меньше углекислого газа и оксидов азота, чем мазут. Расчеты исследователей показывают, что выбросы CO₂ в этом случае могут быть ниже примерно на 19%, а выбросы оксидов азота – почти на 46%.
Исследователи также проверили, насколько устойчивы полученные результаты при различных сценариях развития. Даже при относительно низкой эффективности сбора отработанного масла и менее благоприятных условиях эксплуатации электростанций его использование сможет обеспечить более 2200 ТДж электроэнергии в год. В наиболее оптимистичном сценарии этот показатель увеличивается почти втрое – до 6400 ТДж. Это соответствует выработке примерно от 0,6 до 1,8 ТВт·ч электроэнергии в год.
Следует отметить, что работа кувейтских исследователей представляет собой оценку потенциала технологии, а не готовый проект ее внедрения. Следующим этапом должны стать испытания очищенного отработанного масла на действующих электростанциях, а также оценка долговременного влияния такого топлива на оборудование. Если эти задачи удастся решить, отработанное моторное масло может превратиться в полноценный дополнительный источник энергии.
