Несмотря на бурное развитие в последнее время области альтернативной экологически чистой энергетики, большая часть электрической энергии и тепла в мире вырабатывается тепловыми электростанциями, сжигающими ископаемые виды топлива. И тот, кто когда-нибудь видел в действии тепловую электростанцию, особенно работающую на угле или мазуте, наверняка был поражен величиной ущерба, наносимого этой станцией окружающей среде. Для решения этой остро стоящей экологической проблемы компания ClearSign Combustion из Сиэтла разработала технологию, которая позволяет устранить все ключевые элементы загрязнения, осуществляемого тепловыми электростанциями и мусоросжигательными заводами. Эта технология позволяет за счет использования электрических полей контролировать процесс сгорания топлива, регулировать форму и температуру пламени, что, помимо снижения количества вредных выбросов позволяет ощутимо увеличить эффективность работы станций.

Потребность в подобных технологиях существует не только в развивающихся странах, которые ощущают нехватку средств на приобретение качественного современного оборудования для тепловых станций. Потребность в более эффективном контроле за окружающей экологической обстановкой испытывают и достаточно развитые страны, такие, как Китай, где правительство недавно должно было прибегнуть к закрытию школ и некоторых государственных учреждений из-за особо неблагоприятной ситуации со смогом.

Помимо снижения количества вредных выбросов, высокий уровень контроля за процессами сгорания топлива может привести к уменьшению расхода последнего, что позволит новому оборудованию окупиться за вполне приемлемый срок. Представители компании ClearSign Combustion заявляют, что внедрение технологии электрического контроля за горением позволит в некоторых случаях сэкономить до 30 процентов топлива. Справедливости ради стоит отметить, что, по мнению некоторых независимых экспертов, эта цифра весьма завышена, реальная экономия может составить всего несколько процентов. Хотя и такая экономия в глобальных масштабах может принести немалый экономический эффект.

Большая часть вредных выбросов, производимых тепловыми электростанциями, происходит в результате неправильного сгорания топлива. Если температура горения пламени превышает допустимое значение, это приводит к формированию окисей азота, которые способствуют возникновению смога. А неполное сгорание, которое происходит из-за недостатка кислорода или плохого смешивания топлива с воздухом, приводит к выделению сажи и возникновению угарного газа (CO). Компания ClearSign, с помощью электрических полей, создаваемых высоким потенциалом, управляет движением и распределением электрически заряженных ионов, из которых состоит собственно пламя. Это позволяет не только лучше перемешать молекулы воздуха и топлива, но и создать равномерное распределение пламени, в котором отсутствуют зоны с высокой и низкой температурой.

Идея использования электричества для управления пламенем и процессами сгорания существует уже несколько десятилетий. Но в большинстве случаев методы электрического управления вовлекают использование высокотемпературной плазмы, на получение которой требуется достаточно большое количество энергии. Технология компании ClearSign использует для своей работы всего 1 процент от энергии, выделяемой топливом, сжигаемым электростанцией. Это достигается за счет использования электродов, находящихся в зоне горения, собственно в пламени. На эти электроды подаются импульсы высокого напряжения определенной формы, которые влияют на движение ионов пламени. А изменяя характеристики электрических импульсов можно управлять пламенем с высокой точностью, почти полностью удаляя из продуктов горения окиси азота (NOx), угарный газ и сажу.