清洁煤炭:愚蠢还是未来?

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扎克Frailey /连根拔起的摄影师

宾夕法尼亚州西南部的煤电厂Keystone发电设施的夜景。

唐纳德·特朗普总统喜欢煤炭。他在数十场演讲中说,“我的政府正在结束对煤炭的战争。我们将使用清洁煤,真正的清洁煤。”

但洁净煤到底是什么?这取决于你问的是谁,它可能是一个历史参考,一个幻想或一项不断发展的技术。在美国产煤最多的怀俄明州,洁净煤被视为可能的经济救星。如果没有它,该行业可能会面临长期而缓慢的衰退。

这对很多人来说也是件大事。世界上40%的地区仍然依赖煤炭发电,煤炭仍然是最便宜、最丰富的燃料之一。洁净煤可能是煤炭生产商和全世界的圣杯。一些人认为,如果没有它,世界可能会走向无法控制的变暖。

从一开始

“清洁煤炭”这个词有很多包袱——其中一些包袱就是酸雨。

大约从80年代开始,酸雨是一个非常普遍的问题,它开始出现在情景喜剧和电视节目,就像《辛普森一家》里的门卫威利唱的那样我在雨中歌唱,在雨中歌唱,多么美妙的感觉啊!烧起来像格拉斯哥比基尼脱毛蜡!哎呀! !”

虽然这些引用通常是开玩笑的——你不会真的感觉到酸雨烧伤了你的皮肤——但人们有理由担心华盛顿特区的石灰岩建筑将会倒塌,生态系统将会崩溃消亡

煤炭排放是造成酸雨的主要原因。因此,国会提出了“清洁煤炭”这个词作为目标:清理煤炭排放中的二氧化硫和氮氧化物,所以它们不会进入我们呼吸的空气中。

1980年,美国一半的能源仍然来自黑碳。我们不能放弃煤炭作为燃料来源,但它需要被净化。

有一种被称为“洗涤器”的已知技术可以清除这些排放。他们过滤了电厂燃煤后的排放,但并没有立即被采用。像约翰·汤普森这样的人不得不推动改变煤炭排放法规。

汤普森说:“我是伊利诺伊大学的一名学生,在20世纪70年代末、80年代初获得了化学工程学位。“伊利诺斯州州长提议将我们校园的发电厂从燃烧天然气改为燃烧高硫伊利诺斯煤,他不打算在上面安装洗涤器。”

汤普森与一群教师和其他学生一起,说服了州长詹姆斯·汤普森——他们没有亲戚关系——这个新的燃煤电厂必须安装洗涤器。

于是,他在1982年乘坐直升飞机来到了工厂,宣布在工厂安装洗涤器,随后还会有其他的。这也成为了全国二氧化硫净化器对煤炭作用的示范。”

1990,国会加强《清洁空气法案》,将硫的排放量限制在1980年的一半左右,以及洗涤器是清洁这些排放物的最好、最便宜的方法。因此,发电厂也开始寻找含硫量更少的煤炭——他们通过将大部分煤炭供应链从阿巴拉契亚转移到怀俄明州找到了这种煤炭。

这些早期的清洁煤炭努力取得了成效。美国环境保护署发现,在1990年至2010年间,二氧化硫排放量增加下降了51%尽管煤炭使用量增加了。

寻找一个清洁清洁

虽然洗涤器可以从煤炭排放中去除很多有害物质,但它们不能去除二氧化碳,这是一种被认为是导致气候变化的强有力的温室气体。

煤炭并不是唯一一种向大气中排放二氧化碳的能源,但每单位生产的能源中,煤炭释放出的二氧化碳最多。天然气排在第二位,只排放大约一半的碳。

有些人只是想让我们完全停止使用煤炭——就像科学人比尔·奈。会说话的在微软全国有线广播电视公司在美国,奈称清洁煤是“用词不当”:

“你在制造二氧化碳,这导致世界变暖的速度比历史上任何时候都要快,”他说。“这将对世界上的每个人产生巨大的影响。清洁煤是一个神话。”

奈并不是唯一持这种观点的人。塞拉俱乐部有一个除了煤炭竞选,而且没有退让。

康妮·威尔伯特(Connie Wilbert)是塞拉俱乐部怀俄明州分会的负责人。她认为,煤炭公司应该在公司仍然盈利的时候花更多的钱来寻找清洁的煤炭。现在,当一些人指望国会的帮助时,她说纳税人不应该为帮助维持煤炭供应埋单。

清洁煤基本上仍然是昂贵的、未经证实的、有潜力的技术,而且目前还不能很好地利用我们的资金或资源。”“我们认为,还有其他更可行、真正清洁的能源,比如风能和太阳能,已经准备就绪。”

准备好了,但还没准备好取代煤炭。

而美国使用更少的煤,主要是因为低天然气价格,它还在运行中700座大型燃煤电厂。煤炭仍占该国能源的近三分之一。

煤还占世界能源的40%。

在像印度这样的国家,煤炭正在把他们带入工业世界。在德国,一场大规模的远离核能的运动离开了他们需要更多的煤炭.截至7月,已经有了530年煤炭世界各地正在建设的工厂,还有几百个正在建设中。

因此,如果真的发生这种情况,将需要几十年的时间才能完全淘汰它。

正因为如此,自然资源保护委员会(Natural Resources Defense Council)和清洁空气特别工作组(Clean Air Task Force)等其他环保组织才会实事求是地考虑使用煤炭会持续燃烧很长一段时间。在这种情况下,他们与化石燃料行业和美国政府的团体站在一起,通过推广所谓的“碳捕获”。

碳捕获:从排放中提取二氧化碳

约翰·汤普森(John Thompson)曾在伊利诺伊大学(University of Illinois)推动从煤炭排放中去除硫。现在,他为清洁空气专责小组该组织是一家旨在减轻气候变化影响的非营利组织。在那里,汤普森正在努力清理来自煤炭排放,但他关注的不仅仅是煤炭。

他说:“煤炭当然有它的一席之地,但它也适用于新的天然气厂,也适用于工业设施。”

在2010年,超过全球五分之一的碳排放来自于水泥和钢铁等发电以外的行业。

但现在,煤炭是主要焦点,因为煤炭行业从碳捕获中获益最多,而如果碳捕获失败,其损失也最大。

怀俄明州是美国产煤最多的州,它是一个大型碳捕获项目的主要资助者,耗资超过2000万美元,建在一个燃煤电厂的后面。

那个燃煤电厂是干叉站.在这个巨大的工厂后面,有一个搭在脚手架上的金属盒子从一个巨大的管道状结构上伸出来。这个盒子和它外面的几个新的砾石垫都象征着怀俄明州在清洁煤炭上最大的赌注之一:煤炭集成测试中心(ITC)。

美国国际贸易委员会将把发电厂排放的煤炭通过管道输送到砾石堆中。之后,一些研究人员将在这些砾石垫上建立自己的拖车或弹出式建筑,利用新产生的排放找到捕获碳的最佳方式,并将其转化为有市场的产品。

我使用这个词,我不会太轻描淡写,但……但这就像是煤炭的圣杯,”拥有干叉站的能源合作公司盆地电力的发言人科特·皮尔森(Curt Pearson)说。

怀俄明州基础设施管理局(Wyoming Infrastructure Authority)执行董事贾森•丐负责监管ITC。他说,这个中心很重要,因为怀俄明非常依赖化石燃料工业,而且已经看到多么毁灭性的衰退在这个行业可以是国家预算。如果燃煤电厂能够生产和销售使用二氧化碳的产品,并且在一个碳排放受限的世界中变得更加经济可行,它可以让环保人士感到高兴,同时保持怀俄明州的生活方式。

“你知道,气候变化本身,整个对话在某种意义上几乎已经成为宗教,对双方都是如此。而不是相互指责,”他说。“所以这就像,你们在踢一个政治足球。让我们真正专注于技术工程之类的事情,并将其去政治化。”

我们已经知道如何捕获碳几十年了,但如果没有外界的帮助,它仍然是不经济的。

举一个引人注目的例子:the肯珀县能源设施在密西西比州。该项目预计耗资不到30亿美元,于2014年完工。成本飙升,在预期完工三年后,价格标签为75亿美元。开发人员放弃了。现在工厂只能烧天然气了。

所以,在怀俄明州的这个测试中心,他们希望把清洁煤炭的故事从昂贵的失败转变为双赢的局面。

其他清洁煤

还有一些其他类型的清洁煤也需要承认。怀俄明人正在努力永久地储存在地下,叫做碳封存。他们还向老油田注入二氧化碳,这被称为提高石油采收率。

来自清洁空气特别工作组的汤普森表示,这对一个同样依赖石油和天然气收入的州来说是一个很大的吸引力。

它会产生更多的石油,同时也会将二氧化碳困在石油层中,使其无法进入大气。”

还有另一种类型的碳捕获,汤普森和其他人认为有很大的希望:阿拉姆循环:利用碳排放来制造能源,用二氧化碳驱动涡轮机。

比尔·布朗是NetPower,一家致力于这一过程的公司。

他在北达科他州的一个新闻发布会上谈到了阿拉姆循环。在那里,一名记者提到了密西西比州失败的坎珀工厂。

布朗说:“我们吸取了很多教训。首先,我一点也不怪肯珀。我觉得肯珀就是那个砖头手机。还记得砖手机吗?它们有砖头那么大,你就把它们举到你面前,然后你就对着它们说话?今天,我们有这些(举起一个智能手机)。我们就是这个版本的碳捕获。”

他说,Kemper是这个问题的第一个开端。

他说:“因此,人们需要建造一些东西,支付费用,帮助我们找到如何使它小型化,使它更经济,这就是我们正在做的。”

甚至还有另一种形式的清洁煤还没有得到初步的发展:LFTRs。

大卫·恩肖和大卫·科普兰是两位80多岁的拉勒米人他们组成了怀俄明州LFTR能源联盟.在这个联盟中,他们提倡LFTRs液体氟化物钍反应堆。这是一种“清洁煤炭”,不需要燃烧煤炭来获取能源,而是在将煤炭转化为有用的东西的同时产生无二氧化碳的能源。

lftr是一种熔盐反应堆,它使用一种叫做钍的元素作为燃料,产生很高的工作温度。由于高温,LFTR可以用来将煤炭分解成产品,这些产品可以出售,以维持煤炭行业和煤炭社区的运转。理论上是这样。

这代表了煤炭采矿业的节约,而且它是洁净煤,因为在这个过程中不会产生二氧化碳或排放。所以这是唯一的清洁煤炭。”

LFTR能源联盟的两名成员一直在与国家机构和新闻机构接触,以促进LFTR -和他们并不孤单:有来自LFTRs的Ted talk贝鲁特哥本哈根欧洲核子研究中心,甚至科罗拉多州,兜售LFTR的零碳排放,以及比我们现在的反应堆更低的风险和更少的放射性废物。

但商用级的LFTR还没有起步,恩肖说,LFTR的“启动和运行将花费大约20亿美元,到你可以在工厂里开始制造它们”。

经过多年的工作,他们在LFTRs上几乎没有进展,所以我问他们在这方面还能坚持多久。Ernshaw说,“嗯,我想,直到我死了,或者直到我没有精力和智慧继续下去。”

赌注

人民和政府世界各地的他也一直致力于清洁煤的研究,通过资本投资在碳捕获方面花费了大约100亿美元。

但是根据全球CCS技术研究所该组织提倡利用碳捕获来减缓气候变化,到2040年,全球需要2000个碳捕获和储存设施来维持碳的排放全球气温上升了2度,避免了气候变化带来的一些最糟糕的后果。

目前,世界上有17个大型CCS设施,预计2018年还将增加4个。

除此之外,还有一系列失败的清洁煤炭项目,以及那些没有大量外部资金就无法重建的项目。很难看到大规模的碳捕获将如何工作。

但清洁空气特别工作组的汤普森有一个想法:鼓励碳捕获,就像我们鼓励可再生能源一样。

他说:“我的希望是,这些激励措施在很大程度上反映了美国可再生能源已经获得和目前获得的情况,将在未来15年推动碳捕获达到可再生能源目前在能源系统中享受的水平。”我认为,所有意识形态光谱的人都会觉得这是有吸引力的。”

国会中有一些通过减税来进一步激励碳捕获的运动。其中一个法案就是未来的行动,该计划由北达科他州民主党参议员海蒂·海特坎普发起,包括怀俄明州参议员约翰·巴拉索在内的24名参议员共同发起。

汤普森指出,共和党人希望帮助他们所在州的化石燃料产业蓬勃发展,而民主党人希望减缓气候变化。所以从理论上讲,国会可以围绕这一点建立动力。但是,它在过去失败了,因为双方都有其他喜欢的前进方式。不过,汤普森还是很乐观。

“尽管目前它还不是环保主义者和工业界的最爱。我认为这一天即将到来,而且来得比人们预期的要快得多。”

他补充说,在立即的帮助下,碳捕获设施可以在3到5年内开始在全国范围内建立——但他也承认这一点解决气候变化问题可能需要几十年的时间。不过,他表示,他将继续通过碳捕获来实现这一目标,因为:“我觉得我们有正确的固有优势。”

请发送有关洁净煤、煤炭排放或任何其他能源问题ask@www.al3abbarbiez.com答案可能会在我们的下一期播客中揭晓!

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