碳捕获可另选它途 燃煤电厂并非重点
就在美国国会争论是否立法限制排放,从而延缓全球变暖时,工程师们却正在思考如何捕获和储存温室气体——二氧化碳。
据《纽约时报》报道,通常被认为是美国最大排放源的燃煤电厂,却不是本轮考虑的重点。相反,工程师和决策者表示,在炼油厂、化肥厂、水泥厂和乙醇厂捕获二氧化碳,更为方便可行、价格低廉,因为这些工厂排放气体的纯净度远超过燃煤电厂烟雾纯净度。烟尘中二氧化碳通常只占10%到12%,其余混杂了诸多污染物,难以分离。
如果美国国会立法批准“总量限制与交易”(cap-and-trade)系统,如何低成本封存二氧化碳将显得十分重要。“总量限制与交易”系统将设立总体排放上限,为公用事业公司、制造商和其他排放者分配污染限额,并允许对排放许可进行交易。超出二氧化碳排放限额的公司可以向污染较小的企业购买购买。
前美国环保局(EPA)工作人员、律师杰弗里·霍尔姆斯特德 (Jeffrey R. Holmstead)表示:“如果建立‘总量限制与交易’机制,无论在哪它都是最具成本效益的。”
受这种理论的推动,美国德克萨斯州Denbury 资源公司,正在建设一条320英里长的管道,用于丛路易斯安那州通向休斯顿的城市间二氧化碳运输。最初,管道将地下自然储藏的二氧化碳运往油田,向油层挤压二氧化碳,从而迫使石油涌出地面。但由于管道通往越来越多的炼油厂、发电厂,在这些场所人为产生的二氧化碳,同样可以通过管道添加和储存。
在石油工业中,开采商将地下自然储藏的二氧化碳抽取到地面,通过管道运输到油田,然后将二氧化碳注入油井中,迫使石油涌出地面,这就是“提高原油采收率”的过程。专家表示,如果石油工业不开采自然储藏的二氧化碳,而是利用工厂捕获的二氧化碳,进入大气的人为产生的二氧化碳将大大减少。
科学家和业内人士强调,封存化工厂产生的1吨二氧化碳,与储存燃煤电厂排出相同吨数的二氧化碳相比,对于大气的效应是等同的。
美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室碳管理项目主管胡里奥·弗里德曼(S. Julio Friedmann)表示:“封存二氧化碳并不属于煤炭技术,它是一种温室气体减排战略。”
上个月,美国能源部宣布拨款4400万美元资助开发碳捕获技术,其中172万美元将拨给普莱克斯公司(Praxair)(1美元约合6.83元人民币)。该公司将利用这笔资金研究如何从氢生产过程中捕获二氧化碳。
氢生产过程排放的气体中,二氧化碳大约占20%,其浓度是典型燃煤电厂排放的气体中二氧化碳浓度的两倍。两种分离二氧化碳技术相比,分离氢生产过程排放气体更便宜、更简单。
另一种纯净的二氧化碳来源是提炼天然气的工厂。天然气从地下抽出来时混杂着二氧化碳,为让天然气“符合管道外输标准”,开发商会清除其中的二氧化碳。而这些二氧化碳有时会被重新注入地下或直接排放掉。还有一个二氧化碳来源是水泥窑,它排出的二氧化碳气体非常纯净。
目前,人们尚不清楚从燃煤电厂捕获和封存二氧化碳的确切成本,因为美国首座此类项目上个月刚刚运行。现在,碳捕获和封存过程消耗发电厂30%的能源,工程师正努力将其耗能减半。即便如此,专家预计,二氧化碳的价格将达到每吨60美元或更高。
塞拉俱乐部(Sierra Club)全国煤炭运动项目主管布鲁斯·尼尔斯(Bruce Nilles)也指出,天然气工厂碳捕获大有潜力。天然气含有的二氧化碳仅是煤炭的一半,所以天然气厂碳捕获和封存设备所占体积,仅是同等规模的燃煤电厂所需设备体积的一半,而建设和运营的成本更低。
尼尔斯还表示,从木材、废料和酒精中生产的生物燃料,同样提供了一个更好的碳捕获机会。如果发电厂不烧煤,而是燃烧木材或其他生物质材料,那么从产生的烟气中可以分离二氧化碳,然后注入地下。如果树木砍伐后在锅炉中烧掉,在其原来的地方将种植一颗新树,新树又可以从大气中吸收二氧化碳。整个过程是“碳负性”(carbon negative)的,由此大气中的二氧化碳将会减少。
Denbury公司的埃文斯表示,封存的碳大部分来源于能源部门,因为其排放量远超过化学或炼油部门。但他表示,目前像Denbury这种利用二氧化碳钻探石油的公司,面临二氧化碳短缺的问题。埃文斯说:“我们自己的二氧化碳都不够用,更别提卖给别人了。”
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