Westinghouse Plasma Corporation

Westinghouse Plasma Corporation — американская инженерная компания, специализирующаяся на разработке и внедрении плазменных технологий для переработки отходов, газификации угля и других промышленных процессов. Основана в 1990-х годах как дочернее предприятие корпорации Westinghouse Electric Company, впоследствии выделена в самостоятельную структуру. Штаб-квартира расположена в городе Мэдисон, штат Пенсильвания, США.

История

Компания Westinghouse Plasma Corporation (WPC) была создана в 1994 году на базе подразделения Westinghouse Electric Corporation, занимавшегося плазменными технологиями. Первоначально разработки велись в интересах оборонной промышленности и космической программы США, в частности для создания высокотемпературных плазменных горелок. В 1990-е годы, после снижения военных заказов, компания начала адаптировать технологии для гражданских нужд, в первую очередь для переработки твёрдых бытовых и промышленных отходов.

В 2002 году WPC была продана частной инвестиционной группе и стала независимой компанией. В 2007 году она вошла в состав канадской корпорации Alter NRG Corp., специализирующейся на возобновляемой энергетике. В 2011 году Alter NRG завершила приобретение WPC, после чего компания стала её дочерним подразделением. В 2018 году Alter NRG была реорганизована, и WPC продолжила работу как самостоятельное юридическое лицо под управлением нового руководства.

Технология

Основная технология WPC — плазменная газификация. Процесс заключается в нагреве органического сырья (отходов, угля, биомассы) до температуры 3000–5000 °C с помощью плазменных горелок. В высокотемпературной среде происходит разложение молекул на синтез-газ (CO + H₂) и инертный шлак. Плазменные горелки WPC используют электрическую дугу, стабилизированную потоком газа (обычно воздуха или азота).

Устройство плазменной горелки

Плазменная горелка WPC состоит из следующих основных элементов:

• Катод (вольфрамовый электрод)
• Анод (медное сопло)
• Система охлаждения (водяное или воздушное)
• Газовый канал для подачи плазмообразующего газа
• Электрическая дуга, генерируемая между катодом и анодом

При подаче напряжения между катодом и анодом возникает электрическая дуга, которая ионизирует проходящий газ, превращая его в плазму. Температура плазмы на выходе из сопла достигает 5000–6000 °C.

Преимущества плазменной газификации

• Высокая температура позволяет перерабатывать любые виды отходов, включая опасные (медицинские, химические, радиоактивные)
• Минимальный объём остаточных продуктов (до 5% от исходной массы)
• Синтез-газ может использоваться для выработки электроэнергии или как сырьё для химической промышленности
• Шлак, образующийся в процессе, инертен и может применяться в строительстве

Недостатки

• Высокое энергопотребление (до 1 МВт на тонну отходов)
• Значительные капитальные затраты на строительство установок
• Сложность эксплуатации и необходимость высококвалифицированного персонала

Применение

Переработка отходов

Основное коммерческое применение технологии WPC — переработка твёрдых бытовых отходов (ТБО) и промышленных отходов. Компания реализовала несколько крупных проектов:

• Завод в Оттаве, Канада (2008–2012) — пилотный проект по переработке 75 тонн ТБО в сутки. Проект был остановлен в 2012 году из-за технических проблем и высокой стоимости эксплуатации.
• Завод в Сингапуре (2012–2015) — переработка 100 тонн промышленных отходов в сутки. Завод работал в тестовом режиме, но не вышел на полную мощность.
• Проект в Пуэрто-Рико (2014–2016) — планировалась переработка 150 тонн отходов в сутки, проект не был реализован из-за финансовых трудностей.

Газификация угля

WPC разрабатывала технологии плазменной газификации угля для получения синтез-газа, который может использоваться в химической промышленности или для выработки электроэнергии. В 2010-х годах компания участвовала в проектах в Китае и Индии, однако коммерческого внедрения не произошло.

Обезвреживание опасных отходов

Технология WPC применялась для обезвреживания медицинских отходов, отходов химической промышленности и радиоактивных материалов. В 2013 году компания заключила контракт с Министерством энергетики США на переработку радиоактивных отходов на заводе в штате Айдахо.

Критика

Деятельность Westinghouse Plasma Corporation подвергалась критике со стороны экологов и экспертов по отходам. Основные претензии:

• Высокая стоимость переработки: по оценкам, стоимость плазменной газификации в 2–3 раза выше традиционных методов сжигания отходов
• Низкая энергетическая эффективность: на выработку электроэнергии из синтез-газа уходит больше энергии, чем потребляют плазменные горелки
• Отсутствие долгосрочных данных о работе крупных промышленных установок: большинство проектов WPC были пилотными или не вышли на полную мощность

Современное состояние

По состоянию на 2024 год Westinghouse Plasma Corporation продолжает существовать как юридическое лицо, но её коммерческая активность значительно снизилась. Компания сосредоточена на лицензировании технологий и консультационных услугах. Крупных промышленных проектов, реализованных с использованием технологий WPC, в мире не существует.

См. также

• Плазменная газификация
• Переработка отходов
• Синтез-газ

Источники

• Westinghouse Plasma Corporation. Официальный сайт (архивные данные)
• Alter NRG Corp. Годовые отчёты 2007–2018
• Отчёт Министерства энергетики США по плазменной газификации, 2013
• Журнал «Waste Management & Research», 2015, статья «Plasma gasification of municipal solid waste: a review»
• Environmental Protection Agency (EPA). Технический отчёт по плазменным технологиям, 2016