“登山者”成世界首个CCS火电厂
有100层楼那么高的烟囱不断地冒着白色的水蒸气，混合了燃烧1.2万吨煤之后产生的二氧化碳和其他一些废气不断从“登山者”火电厂的烟囱中被排向空气中，而每年“登山者”要这样燃烧350万吨煤。“登山者”火电厂位于美国纽黑文市郊区，其年发电量高达1300兆瓦，足够100万个美国家庭连续使用一个月。如今“登山者”火电厂将运用CCS技术将其年碳排放量的1.5%捕捉并封存于地下，这在世界上尚属首次。
“冷却氨”技术为CCS实际应用铺路
“‘登山者’目前处在一个重要的转折点，我们认为煤炭是不可或缺的资源，但我们也希望煤炭能够更‘干净’。”阿尔斯通集团子公司阿尔斯通电力公司总裁飞利浦·乔伯特说。这次“登山者”火电厂使用的CCS技术正是来自阿尔斯通电子公司。
这次用于“登山者”火电厂的CCS设备所使用的技术被阿尔斯通公司称为“冷却氨”技术，它使用碳酸铵将CO2从被冷却的废气中分离出来，之后再加热生成的碳酸氢铵，回收生成的氨水以重复使用。氨水目前普遍应用于分离废气中的氮氧化物。
“登山者”火电厂碳捕捉的过程简单说来是这样的：废气会通过用玻璃纤维增强过的碳捕捉塑料管道并会被降温，从55摄氏度降低到1-21摄氏度之间。这样做的目的是将其中的粉煤灰、二氧化硫和氮氧化物去除。走近这个设备会发现，其发出的隆隆巨响主要来自用于进一步降温的风扇。另外，经过冷却的CO2会在一个高大的容器中沉淀，为了防止有其他固体进入，容器中会有一个搅拌器不停运转。之后，会有一个增压机将CO2以每平方厘米98千克的密度液化。除此之外，碳酸氢铵也会在特有的再加工烟囱中经过热蒸汽和压力的共同作用再次生成碳酸铵，这也是CO2分离过程中的重要一步。CO2会在这个过程中被“吸”出来，同时在这个过程中还会产生少量的硫酸铵，硫酸铵也是一种很好的化肥。阿尔斯通电力技术和政务部副主管罗伯特·希尔顿形象地将这个过程比喻成一次“淋浴”，他说：“在经过处理后气体将升起，而液体则下降。”
其实，“冷却氨”技术给CCS应用于发电厂带来的最大好处还是在于与其他的CCS技术相比该技术对电力的消耗更低。阿尔斯通产品经理肖恩·布莱克举例说目前使用另一种氨化合物的CCS技术，几乎要消耗一个发电厂30%的电力来维持，而他们的目标是将消耗量降低到15%以下。
碳封存环节面临更多难题
美国电力公司（AEP）也参与了这次“登山者”的CCS 技术应用。该项目企划负责人布莱恩·赫里克表示：“也许更艰难的挑战在于碳封存的环节。”他认为对于阿尔斯通公司来说，封存环节存在更多需要解决的问题。因为该环节不仅要受当地地质情况的影响，还需要地方政府的全力配合，同时与当地居民也密切相关。据悉，“冷却氨”技术之前已经在威斯康星州的一家发电厂进行了试用，但并没有进行碳封存。原因正是当地的地质状况并不适宜进行碳封存。
这次应用于“登山者”火电厂的CCS设备每小时可以捕捉 5.5吨被加压的CO2，并通过一个直径为5厘米左右的绝缘管运出。然后运到大约300米左右的地下，将其增压至密度为每平方厘米140公斤左右，之后再通过两口被称作AEP1和AEP2的井封存到更深的地下。其中AEP2井将会把CO2运送到2375米深的地下砂岩层封存，而AEP1井则将CO2运往地下超过2450米处封存。压在上方厚厚的页岩层和石灰岩层确保了CO2不会再次泄露到地面上来。
赫里克还表示，旧井最可能成为CO2泄露的通道。由于在AEP1、2的上方地下约1200米深处有一个旧煤气井，所以CO2的地下封存情况也会被密切地监测起来，以防止出现泄漏事故。另外为了更完整的检测地下CO2的封存情况AEP公司还特意钻了3口地下井用于观测。
CCS的未来应用更加广阔
在谈到CCS的实际应用时，长期应用CCS技术的美国拉辛市市长斯科特·希尔表示：“我想将CO2封存到地下要比将它们排放到空气中好得多。我确实也很想知道这个技术长期会带来什么影响，但就目前的情况来看，一切还是令人满意的。”
赫里克表示，AEP公司下一步将会将提高这种设备的使用比例，希望发电厂1/5（约合235兆瓦）的发电过程中都能应用这种CCS设备。当然，这也会占用更多的空间，在准备设备的过程中会占用8-12英亩的土地，还需要一个几乎和发电厂一样大的设备来吸收发电厂排放的废气。该设备至少要花费7亿美元左右，AEP公司已经向联邦政府申请其中一半的资金援助。
阿尔斯通美国公司总裁皮埃尔表示，虽然该技术还无法立即推广，但距离实际应用也为时不远。公司计划在2015年将“冷却氨”技术进行商业化的推广。
位于加利福尼亚州帕罗奥图市的美国电力科学研究院（EPRI）高级研究员亨利说：“减少电力部门的碳排放是电力工业领域最重要的任务之一，如果我们能够做到更好地“脱碳”，将会对电力汽车等新技术的发展有很大的帮助。”亨利还表示，EPRI估计通过CCS技术、加大可再生能源比例以及修建新型核电站等方式，美国的碳排放量到2030年会减少41%。
通过控制污染排放等方式也许可以使煤炭成为更加清洁的能源，而且使用清洁煤炭同样需要极高的成本，发电成本几乎要提高一倍。而且就算是清洁煤炭在燃烧后仍会产生汞和其他一些有毒物质。此外，一些从20世纪50年代就开始运行的老发电厂根本没有进行污染排放控制的设备。他们会一直运行直到被迫关闭，这无形中又增加了电力成本。
“这是世界上首次将CCS技术应用于火电厂。虽然有人说这只是一次小的尝试，但其意义的重大是不言而喻的。” 飞利浦·乔伯特说。
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