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碳捕获与储存:重新审视存储和其他问题

永利澳门娱乐场官网 2017-09-06 04:06:51 财政

新的研究得出结论,我们已经有了储存碳的空间,但其他问题仍然存在

根据一些报道(见此处和此处),美国环境保护署提出的新的碳污染规则预示着天然气的新时代,同时伴随着致命的丧钟燃煤发电厂毕竟,该规定对新发电厂的二氧化碳排放量设定了限制,符合现代联合循环天然气发电厂的排放标准,但远低于现今标准的燃煤电厂国家矿业协会的首席执行官兼总裁哈尔奎因表示,提议的“标准将故意推动美国放弃煤炭,其最丰富,最可靠的能源来支持更昂贵的燃料”对于美国的新型燃煤发电而言,新规则并不是好兆头,但是,不管你怎么看待燃料,它绝不会关闭门o n煤这个门只是开放了一点,煤炭行业可以通过它的一种方式是承诺加入被称为碳捕获和存储(CCS)的技术实际上,15个煤中的六个目前持有许可证的烧制工厂已经走进了开幕式,通过在他们的商业计划中纳入捕获燃烧煤中的二氧化碳和储存二氧化碳(很可能深入地球表面)以防止它被制造的规则

排放到大气中一旦碳被捕获和储存,燃煤看起来更像是低碳能源问题是:CCS是否能够出现

这个问题可以通过很多方式进行解析,但首要的是关于存储的技术问题必须得到解决CCS的行动部分是双重的 - 捕获和存储 - 以及捕获一半的技术部分(其中二氧化碳)在燃烧之前或之后与燃料分离)似乎非常好(参见此处和此处)对于储存部分,您需要找出好的位置,以便将二氧化碳放在能够保持隔离状态的地方,并且你'必须确保那些地方有足够的空间储存所有用于储存的二氧化碳大部分地方的问题似乎已经很好地解决了:二氧化碳最容易接近,安全可靠的地方是地下深处有利的地质构造在正在考虑的地层中,最重要的候选者是深盐水含水层(饱和盐水的渗透性地层),其中有某种盖层岩石将其与可饮用的地下水分开,二氧化碳很容易在盐水中溶解,而且与二氧化碳混合的nes往往比周围的盐水更密集,使得它不太可能向上迁移到含水层之外但是这些含水层的二氧化碳储存能力还不是很清楚它们是否足够大以吸收我们可能产生的所有二氧化碳在未来几十年

研究这个问题的调查人员得出了截然不同的结论美国盐水含水层储存量的能力估计范围从低至50亿公吨的二氧化碳到高达20,000亿公吨(相比之下,美国)目前每年产生约570亿公吨的二氧化碳,其中大约220亿公吨来自电厂

如果您计划对新能源基础设施进行长期投资,这个范围相当大如果上限估计是正确的,那么这意味着我们有足够的存储空间来维持我们大约1万年 - 为了所有意图和目的永远但是较低的估计只会给我们几年,使得CCS确实是一项糟糕的投资

上周在“会议论文集”中发表的一篇论文美国麻省理工学院的Michael Szulczewski及其同事试图为存储容量提供更明确的答案问题Szulczewski等人研究了美国11个大型盐水含水层的储存能力

他们采用比以往大多数研究人员更为复杂的方法,使用相当详细的流体动力学模型来模拟注入,流动和随后的CO2捕集

11个含水层中的每一个他们发现有两个关键因素决定含水层储存二氧化碳的可行性一个,毫不奇怪,是含水层的总体容量 但同样重要的是含水层可以吸收二氧化碳的速度而不会将其中的一部分排出,如果这些因素的组合限制了二氧化碳的吸收,那么就无法跟上我们的二氧化碳排放量

电厂生产,即使有很多剩余存储容量,CCS仍然具有有限的效用Michael Szulczewski等人检查了11个含水层,这些含水层因其大尺寸和良好的特性而被选中,以评估其二氧化碳储存容量

该地图显示了含水层的位置和注入期为100年的储存容量(来自“碳捕集与封存作为气候变化减缓技术的生命周期”,PNAS,2012年4月3日,第109卷第14期,5185-5189)Szulczewski等人的结果如果你正在为煤炭发电,那么分析是非常令人鼓舞的他们估计他们认为的11个盐水含水层的容量足以稳定未来100年当前的排放量

当然,在推出软木塞之前,煤炭市场还有其他问题需要担心,当涉及到CCS时,一定是社会性的 - 我可以想象有很多人会认为CCS是一个好主意,直​​到他们发现二氧化碳将被存放在位于其房屋下方的含水层中然后是经济学CCS过程不是免费的,并且将其添加到燃煤电厂的后端可以显着增加他们的成本国家科学院科学关于美国能源未来的报告估计,人们需要对每吨超过50美元的碳排放进行定价才能使具有CCS成本的煤电厂与没有CCS的联合循环天然气工厂具有竞争力以每公吨9-10美元的价格交易您需要一个相当高的价格才能将CCS推向市场这里有一个想法:煤炭行业最终成为推动碳价格上涨的选区w ^ TheGreenGrok

作者:祭越

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