澳门新葡亰App > 悬疑小说 > 或者看看中国的北京,美国电力公司捕获和存储了超过3.7万吨的纯二氧化碳

或者看看中国的北京,美国电力公司捕获和存储了超过3.7万吨的纯二氧化碳
2020-03-25 14:13

据《纽约时报》报道,在未来5年里,意大利将加大对煤炭的依赖,将其比例从14%提高到33%。Enel公司生产的电力中也将有50%来源于煤炭。

1,看不见的煤炭

它是世界上脏的化石燃料。每年80亿吨煤炭消耗所带来的后果让我们这个地球不堪重负。未来,它会不会变得更清洁一些。  环保主义者认为清洁煤是一个神话。事实也的确如此,比如美国西弗吉尼亚,由于煤炭的开采,阿巴拉契亚山脉的顶峰已经成为谷地,山溪中流淌着橙色的酸水;再比如北京城区,在很多时候,空气的污浊度已经超过机场的吸烟室。中国的空气污染主要是由煤燃烧造成的,每年因此而过早死亡的人预计超过100万。除此之外,在中国及世界其他地区,每年还有成千上万的人死于煤矿事故。  这些问题已经不是什么新鲜事。在17世纪末,当来自威尔士和诺森伯兰郡的煤点燃英国工业革命的把火时,英国作家约翰伊夫林(JohnEvelyn)就曾抱怨弥漫在伦敦上空的烟雾又臭又黑。3个世纪后的1952年12月,浓厚的煤烟降临伦敦,持续了一个漫长的周末,结果引发呼吸道疾病大流行,致使12000人在随后的几个月里死去。美国城市也不例外。1948年10月的一个周末,在宾西法尼亚州的小镇多诺拉,正在观看高中橄榄球比赛的观众突然发现他们既看不到球员也看不到球了:附近一家燃煤炼锌厂飘来的烟雾遮蔽了球场。在接下来的几天里,该镇有20人死亡,约6000人患病,而这也占了当地人口的近一半。  借用经济学家的委婉说法,煤具有明显的外部经济效果,也就是说它会将高昂成本转嫁于社会。它是我们所拥有的脏、致命的能源。但同时,它又是我们所依赖的便宜的能源。因而,时下的主要问题并不是煤能不能成为清洁能源,而是能否让它变得足够清洁,因为这不仅可以避免地方性灾难,而且也有助于防止气候的急剧变化。  去年6月,在一个闷热潮湿的日子,美国总统贝拉克奥巴马(BarackObama)在华盛顿特区就气候变化问题发表了演说。这次演说是美国煤炭和电力行业担心的,同时又是环保主义者为期盼的。奥巴马表示,到2014年6月,美国环保署(EPA)将会起草新的规定,中止发电厂无限制地向空中排放碳污染物。这些规定将会纳入到《清洁空气法案》中,而该法案的出台与当年的多诺拉事件有很大关系。基于这项法案,美国电厂排放的二氧化硫、一氧化氮和烟尘粒子已经大大降低,但导致气候变暖的主因,即二氧化碳的排放量却未得到有效遏制。  2012年,化石燃料排放的二氧化碳达到了创纪录的345亿吨,其中煤是大的贡献者。近年来,廉价的天然气已经减少了美国对煤的需求,但在世界其他地区,尤其是中国,煤的需求仍在上升。  在充满不确定性的未来,北极融化的速度、海平面上升的高度以及热浪的强度等等,都与煤的燃烧有着重大关系。我们是不是要继续烧煤,继续无节制地排放碳?或者,我们像对待化石燃料中的硫和氮一样,寻找方法将排放出来的碳捕获,然后存储于地下?  美国电力公司(AEP)所属的登山者电厂(MountaineerPlant)位于西弗吉尼亚纽黑文的俄亥俄河畔,每小时吞噬超过450吨产自阿巴拉契亚山的煤。通过驳船或煤矿的传送带,这些新开采出来的煤被直接运往电厂。进入电厂后,高尔夫球大小的块煤会被磨成煤粉,然后吹进世界上大的锅炉之一的炉膛一个可轻松吞下自由女神像的钢箱。  电厂内3个涂有白星的蓝色蒸汽涡轮机,以每度电约为0.1美元的价格为美国7个州的130万用户提供电力,一个普通家庭每月电费的平均开支仅为113美元。正如该电厂经理查理鲍威尔(CharliePowell)所言,即便是环保主义者,他们也喜欢整天开着灯。  每年,从登山者电厂数百英尺高的大烟囱中都会排出六七百万吨的二氧化碳,但无论是电厂还是用户,都无需为此埋单。碳之所以会被无节制地排放,原因就在这里,而且目前美国也没有任何法律明令禁止这种行为。不过,美国众议院在2009年夏已经通过了一项法案,未来有可能上升为法律。值得称赞的是,美国电力公司已决定提前采取行动。  2009年10月,登山者电厂发起了开创性的碳捕获实验。鲍威尔是具体的负责人。在他看来,这项实验很简单,无非就是烧煤、制造蒸汽,然后驱动涡轮机运转。但真正操作起来,事情就复杂了。美国电力公司在电厂后侧建了一座化工厂。登山者电厂大约1.5的排烟经由该厂冷却,导入会吸收二氧化碳的碳酸铵溶液中。这些二氧化碳经强力压缩后,会注入到俄亥俄河岸下方约1英里处的多孔砂岩层内。  这个系统是有效的。在接下来的两年里,美国电力公司捕获和存储了超过3.7万吨的纯二氧化碳。这些二氧化碳仍被埋在地下,而未飘逸到空中。虽然该数字仅相当于登山者电厂排放物的0.25,但这只是一个开始。美国电力公司计划扩大规模,捕获该电厂四分之一的排放物,折合计算就是一年150万吨二氧化碳。该公司已同意投入3.34亿美元,而美国能源部(DOE)也承诺给予同等额度的补助。不过,这项协议能不能实施下去,取决于美国电力公司能否收回这笔投资。自气候变化立法在参议院遭否决后,州所在地公用事业监管机构表示,公司不得为法律所未要求的技术而向用户收取额外费用。  2011年春,美国电力公司中止了这一计划。随后,密集的管道、水泵和水槽被拆除。就登山者电厂的该套系统而言,虽然规模很小,但却是世界上直接捕获和存储燃煤电厂二氧化碳的系统,而且吸引了数百名来自世界各地的参观者。这套程序确实有效,很多参观者都受到了启发。鲍威尔说,不过,要想恢复这个计划,我们还需要其他方面的突破。这些突破首先是监管上的突破比如奥巴马去年夏天在演说中所做的承诺。当然,技术上的突破也会有所助益。  对批评者来说,捕获和存储二氧化碳或将二氧化碳隔离在地下多孔岩层中,听起来就像是天方夜谭。但在过去的30年里,美国能源部在该技术研发和测试上的投入已经达到65亿美元。就石油行业而言,在过去的40多年里,压缩后的二氧化碳被注入到枯竭的油田中,藉此把困于地下的残余石油逼到地表。在加拿大的大平原区,这已经发展成为世界上大规模的地下碳存储业务之一。  自2000年以来,北达科他州的一座煤气化厂已经捕获到了超过2000万吨二氧化碳,并将其输送到200英里之外的加拿大萨斯喀彻温省。在那里,加拿大石油公司西诺沃斯能源(CenovusEnergy)将这些二氧化碳注入到韦伯恩和米达尔油田的深处。基于这种新的技术,每一吨的二氧化碳可以从储油岩层中溶出两到三桶原油,而溶出原油的二氧化碳则被重新存储,截留在距离地面约1英里的密闭的页岩层和盐岩层内。  它们能被封存多久?一些自然沉积的二氧化碳已经在存储地封存了数百万年之久。实际上,有些二氧化碳还被开采出来卖给石油公司。但如果二氧化碳大规模外泄,那么这将会对人和动物造成致命危险,尤其是当二氧化碳被集中封存在密闭空间中时。不过,科学家认为,灾难性外泄的可能性微乎其微。  他们担心的是长期的少量外泄,因为这将会使整个计划失去意义。斯坦福大学地球物理学家马克泽贝克(MarkZoback)和史蒂文格雷里克(StevenGorelick)认为,如果存储地的岩层易碎且存在断层在他们看来,大多数存储地都是如此,那么注入二氧化碳可能会引发小规模地震,而即便地震没有引发其他灾害,也可能会造成上方页岩断裂,致使二氧化碳逃逸。泽贝克和格雷里克认为,碳存储是一个成本高昂且充满风险的策略。但即便是他们,也认为碳可以有效地存储在某些地点,比如北海的斯莱普耐尔气田。在过去的17年里,挪威国家石油公司(Statoil)每年把大约100万吨的二氧化碳注入到海底之下约半英里处的富含盐水的砂岩层中。由于这里岩层的空间非常大,即便注入如此多的二氧化碳也没有提高它的内部压力,而且也从未出现过地震或外泄迹象。  欧洲研究人员预计,北海海底可以储存欧洲所有电厂运营100年所排放的二氧化碳。据美国能源部表示,美国地下也有类似的深盐水层,足以存储全美电厂运营超过1000年所产生的二氧化碳。  挪威国家石油公司注入斯莱普耐尔气田的二氧化碳不是燃烧的产物,而是它从海底钻取的天然气中所含的不纯成分。在将天然气输送给客户之前,公司必须先把里面的二氧化碳分离出来。过去,它都直接把这些不纯物质排到大气中。但从1991年起,挪威开始征收碳税,目前税率约为每吨65美元,而挪威国家石油公司只要付出17美元,就能将二氧化碳再次注入到海底之下。因此,在斯莱普耐尔,碳储存比碳排放要便宜得多,而这也正是挪威国家石油公司投资该项技术的原因。时至今日,它的天然气业务仍保持着丰厚利润。  燃煤电厂的情况就不同了。二氧化碳是从烟囱中排放出来的混合气体的一部分,而且电力公司并没有捕获它的经济诱因。正如登山者电厂的工程师所发现的,在任何有关碳的捕获和储存计划中,捕获都是成本高的一环。在登山者电厂,二氧化碳吸收系统占地14英亩,整个装置相当于一栋十层楼高的公寓,但即便是如此规模,它所捕获的也只是极少量的碳。吸收剂必须加热才能释放出二氧化碳,而二氧化碳还必须经过高度压缩才能存储。这些能源密集型的程序导致了工程师所谓的附加载荷:若想捕获燃煤电厂排放出的全部碳,可能要耗费总能源产出的30.  减少这种高昂成本的方法之一就是在煤炭燃烧之前先把它气化。气化不仅可以提升发电效率,而且还便于分离二氧化碳。在美国密西西比州的肯珀县,就有这样一座正在兴建的电厂。该电厂已将二氧化碳的捕获纳入设计之中,所以在燃烧之前,煤炭会先进行气化处理。  就现存的电厂而言,它们通常是为燃烧粉煤而设计的,所以就得另寻他途。构想之一是,在纯氧而非一般空气中燃烧煤炭,这样产生的烟气成分相对单一,便于分离二氧化碳。在美国能源部位于西弗吉尼亚摩根敦的国家能源技术实验室,研究员杰奥理查兹(GeoRichards)正在研发该技术的高阶应用。  理查兹说,由于从空气中制造纯氧的成本非常高昂,所以他使用铁等金属捕获空气中的氧,然后再把氧输送到燃煤区。从理论上讲,化学链可以大大降低碳捕获的成本。  在过去超过25年的研究中,理查兹一直在寻求更有效的捕获碳的方法。但几十年来,看着政客和公众在气候变化问题上的不断争

在重归煤炭的潮流中,意大利并不孤单。由于电力需求不断上升,石油和天然气价格屡创新高,对能源安全的担忧以及对核能的反感,受这些因素影响,未来5年,欧洲各国预计将有50座燃煤发电厂投入运营,这些电厂将会在接下来的50多年里持续运转。

环保主义者说清洁煤就是个谜,确实如此。

在美国,即将运营的新火电厂相对较少,部分原因是因为要获得监管机构许可越来越困难,另外还因为核能仍然是一种替代能源。2007年年初的151个新建火电厂提案中,到年底已经有60多个撤销,还有许多提案被美国州政府搁置起来。一些其他提案面临着法院的挑战。

看看西弗吉尼亚吧。在那里,整个阿巴拉契亚山脉被采煤者挖得千疮百孔,河里流淌着橙色的酸水。或者看看中国的北京,很多人认为中国现在的雾霾很大一部分责任应归咎于燃煤。

在中国和印度迅速扩展的发展经济体中,煤炭仍然是20多亿人民主要的燃料来源。这两个国家长期以来被视为削减二氧化碳排放的最大挑战。但是,即使是在生态意识很强的欧洲,现在也重归煤炭,这为环保主义者拉响了实质警报。环保主义者警告说,这将会把世界推向一条灾难性的轨道,致使我们无法控制全球变暖。

这是个老生常谈的问题。在17世纪晚期,当来自威尔士和诺森伯兰郡的煤炭点燃工业革命的火焰之时,英国作家约翰伊夫林就已经对笼罩在伦敦上空的恶臭、黑暗的烟雾进行了批判。三个世纪以后,1952年12月,一层厚厚的燃煤烟雾涌向伦敦并持续了一个星期之久,引发了呼吸道疾病的爆发,在接下来几个月造成多达1.2万人死亡。美国同样遭到过伤害。1948年10月的一个周末,在宾夕法尼亚州一个叫多诺拉的小镇里,一群正在现场观看高中足球比赛的观众发现,他们既看不到球员也看不到足球:从附近一家燃煤锌厂飘出来的烟雾模糊了他们的视线。接下来的几天,不断有人死去,镇子里近半数的居民都生了病。

煤炭常常是与狄更斯小说中浓烟滚滚的工厂联系在一起的,而且早在十年之前就已经淘汰了。但现在环保主义者们却惊愕这“煤炭复兴”。

煤炭,按经济学家的说法,不可避免地带有外部效应让人类为使用它的后果埋单。一方面,它可能是我们使用过的最脏的能源,但另一方面,它也是最便宜的,我们根本离不开它。所以现在最大的问题是:煤炭能否变得足够清洁能不能不仅不会给地方带来灾难,而且也不会给全球气候变暖火上浇油。

抗议活动遍布意大利齐维塔维齐亚(Civitavecchia)、德国新建的燃煤发电厂、捷克的电厂等地。在英国肯特郡,Kingsnorth发电厂将成为十几年来英国新建的第一座燃煤发电厂,环保主义者同样也举行了抗议活动。

去年6月,在一个潮湿闷热的日子里,美国总统奥巴马作了一场关于气候的演讲。这场演讲对于美国煤炭和电力工业来说无异于噩梦。奥巴马宣布,环保署将要起草新的规定,让不断向地球排放二氧化碳成为历史。这些新规定将被加入《清洁空气法案》中。多诺拉烟雾事件催生了《清洁空气法案》的出台。《清洁空气法案》的出台大大减少了二氧化硫、氮氧化物和烟尘颗粒的排放,但是引发全球变暖的二氧化碳,却不在被治理之列。

欧洲发电商们强调,他们正使新燃煤发电厂变得尽可能的清洁。但是批评家指出,“清洁煤炭”是白日梦,是自相矛盾的,因为煤炭产生的二氧化碳排放对气候变化影响最大。批评家称此举实为目光短浅。

据统计,2012年全球燃烧化石能源共产生345亿吨二氧化碳,而其中煤炭燃烧产生的二氧化碳最多。廉价的天然气已经减少了美国对煤炭的需求量,但是在其他国家,需求还在上升。在接下来的20多年时间里,世界上将有数百万人口第一次用上电,按照当前的趋势发展下去,这些电大部分将来源于煤炭。即使取代煤炭的呼声再高,煤炭也不可能被取代,至少不可能被马上取代。

美国国家航空航天局戈达德太空研究所资深气候学家詹姆斯·汉森(James E. Hansen)表示:“建设新的燃煤发电厂是病态的构想。基于我们如何稳定气候的知识,即使信息是可用的,新建燃煤发电厂仍将导致一场战争,而这场战争又没有任何的引导计划。”

我们必须尽最大努力开发新能源,提高能效,减少碳排放。斯坦福大学的研究员萨利本森说。他的专长领域就是碳存储。我们面临的这些问题都是必答题,而不是选答题。

“对于煤炭,我们现在需要暂停使用,”汉森补充道,“同时要在未来20年里,逐步淘汰现有燃煤发电厂。”

2,碳捕获不是梦

煤炭的优势

美国电力公司的山民电厂位于西弗吉尼亚州纽黑文市的俄亥俄河畔,这家电厂每小时都要消化掉近450万吨从阿巴拉契亚山脉开采来的煤炭。该电厂提供7个州130万居民家庭用电。正如电厂经理所说,即便是最极端的环保主义者也希望自家灯光明亮。不管是消费者还是美国电力公司,他们都不会为每年排放到空气中的600万吨到700万吨的二氧化碳付1分钱。大多数地方碳排放无人管理,即便想罚款也无法可依。不过2009年,无法可依的状态终止了,众议院通过了相关法律。美国电力公司为了保住它的名誉,决定先下手为强。

Enel公司和其他电力企业表示,他们已经别无选择,只能新建燃煤发电厂来替代逐渐老化的基础设施,特别是在禁止兴建核电厂的意大利和德国。自1996年以来,燃料费已经上涨了151%,意大利的电力成本在欧洲最高。

2009年10月,山民电厂率先开展碳捕获试验。美国电力公司还在山民电厂附近建立了一家化工厂。它冷却山民电厂排出的烟雾,通过碳酸铵溶液来转换它。碳酸铵溶液能有效地吸收二氧化碳。二氧化碳被压缩并注入到1英里以外的俄亥俄河的多孔砂岩里。

煤炭的支持者们争辩说,在成本和能源安全方面,煤炭拥有所有的优势。煤炭储量将可持续使用200年,而石油和天然气仅可使用50年。尽管煤炭价格在过去几年里上涨了三倍,但与石油和天然气相比,煤炭相对来说仍比较便宜。更为重要的是,数以百计的国家出口煤炭,但世界上并没有煤炭卡特尔,因此,煤炭价格可以有较多的谈判余地。

这个方法卓有成效。在接下来的2年里,山民电厂捕获并封存了超过3.7万吨二氧化碳。美国电力公司计划进一步扩大该项目的规模,力争每年捕获该电厂排放的四分之一的二氧化碳,约为150万吨。该公司计划投资3.34亿美元,这一计划也得到了美国能源部的支持。但是《气候变化法案》被参议院否决之后,国有公用事业监管机构告诉美国电力公司,它不能向客户收取没有法律依据的任何技术费用。

Enel公司发电与能源管理部门负责人杰安菲利普·曼奇尼(Gianfilippo Mancini)表示:“为应对越来越昂贵的石油价格,我们的计划是将所有的燃油发电厂,转换为运用清洁煤炭技术的燃煤发电厂。”

2011年春天,美国电力公司终止了这一项目。密布的管道、水泵和罐子都被拆除了。尽管规模不大,但是山民电厂的这套系统是世界上第一套直接从燃煤电厂捕获二氧化碳的系统,它吸引了上百位从世界各地慕名而来的参观者。 这项工程的确起到了作用,而且我们培训了很多人。山民电厂的经理说,但是我们需要新的突破让它物有所值。

“这将会是欧洲最清洁的燃煤发电厂。我们希望证明,将有可能实现对煤炭的可持续和环保利用。”

捕获二氧化碳,将它封存在地下的多孔岩石中,听起来像是在做梦。但是美国能源部在过去30年已经花费了65亿美元来研究这项技术。石油方面成绩更为显著,在加拿大大平原上,这项技术已经付诸实施。

“清洁煤炭”是几十年前业界创造的术语,用于提及其对降低当地污染的努力。采用新技术后,清洁燃煤发电厂大幅削减了喷涌到空气中的煤烟粉尘数量,同时,二氧化硫和一氧化二氮气体的排放也大幅减少。新技术对二氧化碳排放的影响是最低限度的。

加拿大的Cenovus石油公司将二氧化碳注入地下。每注入1吨二氧化碳,便会有2桶到3桶石油从储油岩中析出。在地下深处1英里的地方,二氧化碳被困在不透水的页岩下。

事实上,业内指望减少二氧化碳排放的技术,即碳捕获和存储技术,现在还不具备商业可行性。没有人知道这种技术在庞大、经济实用的范围内是否可行。

3,美国地下岩层

通向“绿色”的斗争

可以容纳1000年的排放量

将二氧化碳排放注入地下含水层,而不是直接排放出来,对任何燃料来源都是具有挑战性的;不过,对二氧化碳排放量超过石油或天然气的煤炭来说,实现这一点尤为困难。

对一家电厂来说,捕获并将二氧化碳封存在地下需要多耗费四分之一的能源和大量财力。除非政府采取措施,否则碳捕获和封存不可能成为常态。科学家认为地下封存二氧化碳发生灾难性泄漏的可能性极小。他们更担心的是小规模的慢性泄漏。来自斯坦福大学的地球物理学家马克左巴克和史蒂文格雷利克认为,大多数封存地的岩石都很脆弱而且易出现断裂,如果注入二氧化碳的话,很有可能会引起小型地震,即使没有多大危害,也会使过度负载的页岩破裂,从而导致二氧化碳外泄。

在目前发电中最为常用的燃料中,天然气居第二位。电力科学研究院(Electric Power Research Institute)研究显示,根据目前的最佳情形,与天然气相比,生产每单位电力,煤炭产生的二氧化碳排放是天然气的两倍以上。在发展中国家,新燃煤发电厂使用的煤炭级别较低,设备的效率也较低,这个比例更为糟糕。

不过,即便如此,他们也承认二氧化碳能被有效地封存在某些特定的地方,比如说挪威的北海斯莱普内尔油田。在过去17年,挪威国家石油公司已经将上百万吨二氧化碳注入到距离海床半英里的含有饱和盐水的岩石中。这种构造的岩石空间很大,目前没有任何地震或者泄漏的迹象。欧洲的研究者们认为,欧洲电厂在未来100年所排放的二氧化碳都能被有效地封存到北海中。而根据美国能源部的预测,在美国,类似的深部咸水含水层能封存美国电厂排放的超过1000年的二氧化碳。

哥伦比亚大学地球研究院主任杰弗里·萨克斯(Jeffrey D. Sachs)认为,缺乏碳捕获和存储技术,煤炭不可能变得清洁。但是要解决这个问题,需要全球协作和数十亿美元的投资,没有一个国家或公司想要花这笔钱。

其他类型的岩石也有碳封存的潜力。例如,目前正在冰岛和华盛顿州的哥伦比亚河流域进行试验,研究人员将少量的二氧化碳注入火山玄武岩中。那里的天然气会与钙和镁发生化学反应,形成碳酸盐,从而消除二氧化碳泄漏的危险。 挪威国家石油公司注入到斯莱普内尔的二氧化碳并不是由燃烧产生的,而是该公司从海底抽出来的天然气中含有的杂质。挪威石油公司先将二氧化碳分离出来,然后再将天然气卖给客户。过去,该公司曾直接将二氧化碳排放到空气中。1991年,挪威开始征收碳排放税,发展到今天,征收标准是每吨65美元。挪威石油公司将二氧化碳注入到海底每吨只需要花费17美元。所以,碳捕获比碳排放要便宜很多,这也是挪威石油公司发明这项技术的动力。得益于此,该公司的天然气项目现在盈利颇丰。

“搞清楚碳捕获技术实为关键,它可能最终无法工作;如果这种技术不可行,气候变化的情形将变得更为可怕,”萨克斯说。

但是,对于燃煤电厂来说,情况可能就不一样了。二氧化碳只是燃烧煤炭排放的众多气体中的一种,而且从经济的角度而言,电力公司也没有动力去捕获它。据山民电厂的工程师介绍,燃煤电厂的碳捕获是所有碳捕获封存技术中耗费财力最多的一种。在山民电厂,二氧化碳捕获系统大小相当于一栋10层高的公寓楼,占地多达14英亩,而且这套系统只能捕获电厂排放的极小部分的二氧化碳。工作人员将吸收剂加热到一定程度后会释放出二氧化碳,然后将二氧化碳高度压缩以便封存。工程师将这些高耗能的步骤称为寄生负担,因为捕获电厂排放的所有二氧化碳会消耗掉电厂产出的多达30%的电力。

在欧洲和美国有几十个小型的示范项目,大部分处于早期阶段。但其进展并不乐观。

节省花费的一条途径是在燃烧煤炭之前,先将其气化。气化不仅能提高燃煤机的效率,而且会让二氧化碳分离更简单、更便宜。密西西比坎伯县的一个新式发电厂在建立之初就考虑到实施碳捕获,它所用的煤炭全部进行了气化。但对现有的那些燃烧煤粉的电厂来说,就需要采取别的办法了。比如,在纯氧而不是空气中燃烧煤炭。这样就能产生一种更简单的烟道气,从这种烟道气中分离二氧化碳要容易得多。

在1月底,由于成本严重超支,布什政府取消了伊利诺斯州燃煤发电厂的碳捕获示范项目,该项目是此前美国最大的示范项目。在2003年,该项目承诺的预算为9.5亿美元,今年已经高达15亿美元,而且整个项目远未完成。

在西弗吉尼亚,美国的一些电厂开始将目光投向天然气,许多有百年历史的老煤矿都将被关闭。随着美国的天然气价格降到历史最低水平,煤炭似乎成了明日黄花。

欧盟曾承诺在欧洲发展12个碳捕获试点项目,同时表示这仍然不够。

4,美国第一个能捕获

碳捕获技术从示范实验室发展到安全、廉价、可行的实际运用不太容易,有人认为这个挑战的困难程度将人类送上月球相当。挪威为试验该技术投入了大量资金,将碳捕获技术称做“登陆月球”。

大部分二氧化碳的电厂在建中

但碳捕获技术可能比“登陆月球”更为困难。这个“登陆月球”似的项目需要每天在数以百计的国家里数以千计的电厂里复制,而且有些国家还比较贫穷。在印度或中国,几乎每周都有一座新燃煤发电厂建成,即使技术有所发展,大部分新建电厂都是以不适合运用碳捕获技术的方式建立起来的。

2013年秋天,由于全球煤炭消费量和碳排放规模都创造了新的历史纪录,政府间气候变化专门委员会发布了最新报告。这份报告第一次提出了碳排放极限值,即如果我们不希望平均气温上升超过2摄氏度的话,全球能排放的二氧化碳的总量。许多科学家都认为平均气温上升2摄氏度是会造成灾难性气候的极限值。IPCC认为,从19世纪开始算起,我们排放的二氧化碳已经超过了预算的一半。按照当前的排放速度,我们将在30年内用完剩下的预算。要想通过碳捕获改变这一状况需要付出巨大的努力。仅仅捕获和封存全球现在排放二氧化碳的十分之一,往地下封存的二氧化碳的数量就相当于我们从地下提取的石油总量,而且还需要建设更多管道和注入井。但是如果用零排放的核电来取代煤炭,要达到同样的规模,需要修建占地相当于整个新泽西州那么大面积的核电站。 美国第一个能捕获大部分的二氧化碳的电厂计划于今年年末投产。位于密西西比州东部的坎伯国家煤气化电厂将捕获超过一半的二氧化碳,并通过管道将它们封存到附近的油田中。这个部分资金由国家能源部资助的项目,一直因巨额花费受到环保主义者和政府反对派的质疑。但是密西西比能源公司美国南方电力公司的分公司下定决心要将此项目开展下去。密西西比能源公司负责人称,除非政府征收碳排放税或者直接指定规则管制碳排放,否则这项技术不会对外公开。

将来某一天,适合碳捕获技术的电厂的建设成本将会增加10%到20%,而且仅是现存电厂中的少数。美国环保局一份报告指出,对大多数燃煤电厂来说,转换成本将是“惊人的”。

碳排放需要有法律来约束。美国能源局西北太平洋国家实验室的一位研究员表示。如果美国环保署今年履行奥巴马总统的诺言,并且能够说服各方,对现有和新建电厂的碳排放进行管制的话,碳捕获与封存技术将不再被束之高阁。

接下来面临的是存储二氧化碳的问题,这在一定程度上是内在的本地问题。地质学家们要测定合适的地下场所,计算此地可存储的二氧化碳数量,对其进行装备,防止泄露并确保安全。批评家说,地下二氧化碳大量泄露的危险程度可能不亚于核燃料泄露。

对于在齐维塔维齐亚新建的电厂,Enel公司表示将会在2015年对碳捕获技术进行试验,期望在2020年获得“解决措施”。

“那就太晚了,”萨克斯说。

萨克斯认为,在这个期间,那个电厂和其他新建燃煤电厂将会向大气中排放比以往更多的温室气体,这意味着目前的气候变化预测虽然是“可怕的”,但仍然是“太乐观”了。“即使煤炭将会占越来越多的部分,他们设想的还是旧能源结构。”

高效的电厂

在其他许多方面,Enel公司新的发电厂是效率和回收循环的典范。一氧化二氮被化学转换,用于生产氨水,然后出售,产生的煤灰和石膏卖给水泥厂。

发电厂可以现场脱盐,自己生产用于冷却的水。电厂排出的热水也不会被浪费,它可以用于加热一个养鱼场,该养鱼场是意大利最大的养鱼场之一。

不过,Enel公司应对新电厂二氧化碳排放的措施中,主要工作是绘制意大利巨大的白色椭圆形层叠地下岩洞的地图,二氧化碳有可能被储存在那里。

该场所迄今为止,还未经地质学家充分研究,以确保它是安全的存储场所,并可以被良好密封,也没有基础设施或设备可将二氧化碳转移到岩洞里。

Enel公司新电厂将会在两个月内运行它的第一个锅炉。它将会立即实现比它所替代的燃油锅炉排放量减少,不过Enel公司承认,这仅仅是因为它产生的电力相对较少。

邻居不乐意

在齐维塔维齐亚周围的城镇,人们对这个拥有三个银色屋顶的庞大燃煤发电厂的到来,表现出了巨大的恐惧。

“他们称其为清洁煤炭,因为他们使用了一些过滤器,这根本是无稽之谈,” 马扎·马兹奥利(Marza Marzioli)说,他是电厂附近的塔奎尼亚(Tarquinia) 伊特鲁里亚古镇里的反煤炭市民团体成员。“如果和旧电厂相比,新电厂确实好一点,但它在任何意义上都不是‘干净’的。”

该团体称,通过为当地一家医院购买仪器和开展公关活动,Enel公司为其危险的新电厂赢取了支持。Enel公司为该项目所做的广告显示,一个年轻女孩正在擦拭电厂的烟窗。

该团体表示,在2007年当地公投中,虽然大部分公民投了反对票,但是电厂项目还是继续进行。

欧盟通过其排放贸易制度,设法使电厂考虑碳排放成本,迫使他们为排放购买“许可”。但是Enel公司曾计算过,石油价格是如此之高,即使购买污染许可的成本被考虑在内,煤炭价格还是远比石油便宜。

世界自然基金会欧洲能源和气候变化办公室主管史蒂芬·辛格(Stephan Singer)认为,数学是目光短浅的:煤炭和许可成本在未来十年里几乎肯定会上升。

辛格表示:“如果他们想将煤炭作为能源解决方案的一部分,他们必须告诉我们——碳捕获现在就可以做到,他们确实可将排放削减到可接受的水平。”