CRP CCS Report Review Event
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清洁煤能实现吗?
—— 捕集二氧化碳并将其注入到地底层做出解释

 2017823 

·      “清洁煤”通常是指捕集煤燃烧产生的碳排放并将其封存在地底。
·      碳捕集与封存可以实现,但是新建或者改装至旧厂中的成本太高
·      要赢得抗击全球碳排放的战争,我们需要进行更多的捕集和封存。
·      还有一些与煤炭燃烧相关的其它危险。
术语“清洁煤”被应用至多个技术中,从湿式洗涤(一种从煤成气中去除二氧化硫的技术)到洗煤(在煤炭运往工厂前去除土壤和岩石的技术)。我们可以设想该术语可以应用到任何使煤炭行业更高效(例如数字化)的技术中。然而,近年来人们谈及清洁煤时,他们一般指的是碳捕集与封存(CCS)。
CCS技术从20世纪80年代开始发展。上述提及的其他技术是去除二氧化硫和煤灰,而CCS的意义在于解决大型的环境问题,即导致全球变暖的吸热气体——二氧化碳。
现今的燃煤电厂一般使用粉煤。也有一些较新的整体煤气化联合循环(IGCC)技术,通过燃烧涡轮送入气体进行发电,然后利用该过程的余热通过传统蒸汽涡轮机发电产生更多的电力。
上面两种工艺中都有多个可以加入CCS技术的点。其中一个点叫做预燃烧。在这一阶段,加入一个生产近纯氧(流入煤气化炉)的气体分离设备。气化炉是生产合成气的终极反应槽。这个煤气化炉中的氧气与燃料进行反应生成一种由氢气、一氧化碳、水和二氧化碳组成的合成气。
CCS技术将合成气送至变换反应器与蒸汽相遇。蒸汽将一氧化碳转化成氢气和更多的二氧化碳。随后从气流中捕集二氧化碳,并进行压缩和脱水。此时的二氧化碳已准备好进行运输和封存。
当“运输和封存”运用到CCS技术中时主要指将二氧化碳通过地底管道运输数千公里并封存至地底岩石层中,这一观点的要点在于将二氧化碳封存而不是排放至大气中导致气候变化。利用船运也能将二氧化碳通过海运运输至精炼厂。该技术的观点是二氧化碳能在地层中封存数百万年,最后与周围的岩石产生化学反应凝结在一起。
这项技术也能用于燃烧后捕集和富氧燃烧。燃烧后捕集利用溶剂与二氧化碳结合,然后将其分离后进行封存。富氧CCS能在锅炉中将二氧化碳烧尽。所有的三种CCS方式都获得了从政府间气候变化委员会至国际能源署所有专家的称赞。奥巴马政府为该技术投资了8400万美元,并且在一个罕见的两党制法案中,其中一个投资项目获得了当前能源秘书长Rick Perry的大肆宣传。该设备为Petra Nova,世界首个燃烧后捕集设备,距离休斯顿西南部30英里左右,每年克不及160万吨二氧化碳。
该技术面临的难题在于成本和能效。CCS设备的建立与维护耗资太大,将该项技术整合至旧电厂中会增加电力消耗和成本。这就是为什么到目前为止全世界仍只有21CCS设备。如果将正在建设中或开发计划中的CCS设备包括在内,数目则升为38个。全球碳捕集与封存研究所GCCSI的一个报告中估计开发CCS的成本可达到每年1000亿美元每年。
技术本身也存在争议。当CCS能有效捕集电厂排放的90%二氧化碳时,有人指出煤炭含有的污染物很多,没有一个单一的技术能将这些污染物全部捕集。他们指出水银、氧化氮和其它有毒污染物,燃煤电厂即使不排放二氧化碳也仍会排放这些污染物。(领先财纳编译)
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