Progresa ziņojums par oglekļa dioksīda uztveršanu un uzglabāšanu

By | 18 decembra, 2022

Prezidents Bušs kārtējo reizi mūs ASV pārmeta par atkarību no ārvalstu naftas. Prezidents Bušs runāja 2008. gada 5. marta Vašingtonas Starptautiskajā atjaunojamo energoresursu konferencē, pasaules enerģētikas amatpersonu sanāksmē. Viņš sacīja apmeklētājiem: “Mums ir jāatbrīvojas no naftas, Amerikai ir jāmaina savi ieradumi.” Viņš turpināja: “Tam ir jābūt acīmredzamam visiem, pieprasījums ir pārsniedzis piedāvājumu, kas liek cenām pieaugt.”

Viņam ir taisnība; mēs esam atkarīgi no naftas. Mēs sūdzamies par benzīna un elektrības cenām, savukārt astoņdesmit pieci procenti no mums uzskata, ka globālā sasilšana ir reāla un cilvēku izraisīta. Mēs neesam pārrāvuši ķēdes, kas saistītas ar automašīnu vadīšanu vai māju apsildīšanu energoefektīvā veidā. Tas ir galvenokārt tāpēc, ka mums netiek piedāvātas pieejamas alternatīvas enerģijas, lai izjauktu šīs atkarības. Galvenā prezidenta Buša likme ir uz etanolu, bet mēs tagad redzam pārtikas cenu pieaugumu, jo mūsu kukurūza tiek izmantota degvielas ražošanā, un tagad tiek prognozēts, ka tā būs tikpat piesārņojoša kā benzīns. Tās glābiņš ir tas, ka tas glabā mūsu dolārus ASV.

Prezidents Bušs diez vai var uzņemties atzinību par atjaunojamās enerģijas veicināšanu, ja viņš ir aizturējis tādus stimulus kā ražošanas nodokļu atlaides un atsakās ierobežot oglekļa dioksīda emisijas. Prezidents Bušs atkārtoti aicināja noteikt globālo ierobežojumu oglekļa dioksīdam, kas ir galvenā gāze, kas izraisa globālo sasilšanu, taču sacīja, ka ASV nevajadzētu rīkoties, kamēr tādas valstis kā Ķīna un Indija to arī nedarīs. Tieši šādas darbības liek aizdomāties, vai mēs kādreiz pārrausim atkarības ķēdes.

Pašlaik mēs esam otrā līmeņa spēlētājs alternatīvo enerģiju ieviešanā, un mums ir vajadzīgi valdības stimuli, lai mūs virzītu uz augstāko līmeni. 2009. gada janvārī mums būs jauna administrācija, kas, cerams, vairāk atbalstīs alternatīvās enerģijas. Tā ir laba likme, ka viņu pirmie soļi būs “lielākās robežas un nodokļu” rēķins, bet tajā jāiekļauj stimuli, lai palīdzētu saules, vēja un ģeotermālās enerģijas nozarēm. Paies laiks, līdz alternatīvās enerģijas iegūs vilkmi. Tas nozīmē, ka mēs būsim atkarīgi no oglēm kā elektroenerģijas ražošanas kurināmā daudz ilgāk, nekā mēs vēlētos.

Mums būs jāpārtrauc vai jāsamazina oglekļa dioksīda piesārņojums, ja mēs vēlēsimies izmantot ogles ilgāku laiku, kad naftas daudzums kļūst arvien ierobežotāks un nebūs pieejams. Tas mūs noved pie jautājumiem par ļoti reklamētās oglekļa uztveršanas un uzglabāšanas (CCS) tehnoloģijas gatavību. Priekšnoteikums izklausās lieliski, lai nodrošinātu un uzturētu tādu dzīves kvalitāti, pie kuras esam pieraduši un vēlamies.

CCS tehnoloģijas pārskats ir diezgan vienkāršs. Oglekļa dioksīds tiek uztverts no fosilā kurināmā pirms sadedzināšanas vai dūmu skurstenī. CO2 tiek novadīts pa caurulēm vai, iespējams, ražošanas vietā tiek pārveidots par cietu vielu. Pēc tam uztvertā gāze tiek saspiesta un aprakta rezervuārā, lai novērstu tās izkļūšanu atmosfērā.

CO2 uztveršana

Satveršana pēc sadedzināšanas: fosilā kurināmā ražotnes izplūdes gāzes var attīrīt, lai noņemtu CO2, un uztvert transportēšanai uz paredzēto rezervuāru.

Pirmssadegšanas uztveršana: fosilais kurināmais pirms sadegšanas tiek daļēji oksidēts. Iegūto CO2 var uztvert salīdzinoši tīrā izplūdes gāzu plūsmā.

Degšana skābekļa laukā: degviela tiek sadedzināta skābeklī, nevis gaisā. Lai ierobežotu iegūtās liesmas temperatūru līdz līmenim, kas ierasts parastās sadegšanas laikā, atdzesētas dūmgāzes tiek pārrēķinātas un ievadītas sadegšanas kamerā. Dūmgāzes galvenokārt sastāv no oglekļa dioksīda un ūdens tvaikiem, no kuriem pēdējais tiek kondensēts dzesēšanas laikā. Rezultāts ir gandrīz tīra oglekļa dioksīda plūsma, ko var transportēt uz sekvestrācijas vietu un uzglabāt.

Šīs uztveršanas tehnoloģijas ir labi saprotamas, un mūsdienās var norādīt to izmantošanas piemērus. Tomēr šo metožu izmaksas būs augstas. Tehnoloģijas uzstādīšanai būs papildu kapitāla izmaksas. Atkarībā no uztveršanas tehnoloģijas enerģijas izmaksas uztveršanas paņēmienu darbināšanai var pievienot 10–40% papildu enerģijas izmaksas. Enerģijas izmaksas varētu būt divas reizes lielākas nekā mēs zinām šodien.

CO2 gāzes transportēšana

Šī tehnoloģija ļoti vienkārši ir caurules, kas nogādās CO2 gāzi no ražošanas stacijas uz rezervuāru uzglabāšanai.

Rezervuārs

Šeit mums ir daudz priekšlikumu, bet neviens nav pierādīts liela mēroga demonstrācijā. Priekšlikumi ir dažādi, sākot no alām zemē līdz okeānam. Priekšlikums ir saspiest CO2 gāzi un pēc tam uzglabāt kā gāzi vai reaģēt uz oglekli saturošu minerālu, piemēram, kaļķakmeni uzglabāšanai. Tiek lēsts, ka šī procedūra papildus gāzes uztveršanai palielinās enerģijas izmaksas vēl par 30 līdz 40%.

Uzglabāšanas projekti darbībā

Tiek īstenoti vairāki CO2 uzglabāšanas projekti. Sleeper ir vecākais projekts (1996) un atrodas Ziemeļjūrā, kur Norvēģijas StatoilHydro atdala oglekļa dioksīdu no dabasgāzes ar amīnu šķīdinātājiem un iznīcina šo oglekļa dioksīdu dziļā sāļā ūdens nesējslānī. Kopš 1996. gada Sleipner ir uzglabājis aptuveni vienu miljonu tonnu CO2 gadā. Otrajā projektā Snohvit gāzes atradnē tiek uzglabāti 700 000 tonnu gadā.

Weyburn projekts šobrīd ir pasaulē lielākais oglekļa uztveršanas un uzglabāšanas projekts. Uzņēmums Weyburn tika izveidots 2000. gadā, un tas atrodas uz naftas rezervuāra, kas tika atklāts 1954. gadā Kanādas dienvidaustrumos. Šim projektam paredzētais CO2 tiek uztverts Great Plains Coal Gasification rūpnīcā Beulā, Ziemeļdakotā, kas vairāk nekā 30 gadus ražo metānu no oglēm. Pirmā fāze tika pabeigta 2004. gadā un parādīja, ka CO2 var droši un neierobežoti uzglabāt pazemē.

Nākotnes projekti

Liela Kanādas iniciatīva, ko sauc par integrēto CO2 tīklu (ICO2N), ir ierosināta sistēma oglekļa dioksīda (CO2) uztveršanai, transportēšanai un uzglabāšanai. ICO2N ir 15 lielāko Kanādas rūpniecības uzņēmumu un Kanādas valdības alianse. Alianse pastāv divus gadus.

ICO2N alianses mērķis ir būt “pasaules līderim oglekļa dioksīda uztveršanas un uzglabāšanas ieviešanā”. Tās mērķis ir novērst 60% Alberta CO2 emisiju un arī uzlabot naftas ieguvi no nobriedušiem naftas laukiem. Pirmā darbības kārta plānota 2012.-2015.gadā.

2007. gada oktobrī Teksasas Universitātes Ekonomiskās ģeoloģijas birojs Ostinā saņēma apakšlīgumu uz 10 gadiem 38 miljonu ASV dolāru apmērā, lai īstenotu pirmo intensīvi uzraudzīto ilgtermiņa projektu Amerikas Savienotajās Valstīs, pētot liela apjoma CO2 ievadīšanas iespējamību. pazemes uzglabāšanai. Projekts ir Dienvidaustrumu reģionālās oglekļa piesaistes partnerības (SECARB) pētniecības programma, ko finansē ASV Enerģētikas departamenta Nacionālā energotehnoloģiju laboratorija (DOE). SECARB partnerība demonstrēs CO2 ievadīšanas ātrumu un uzglabāšanas jaudu Tuscaloosa-Woodbine ģeoloģiskajā sistēmā, kas stiepjas no Teksasas līdz Floridai. Reģionam ir potenciāls uzglabāt vairāk nekā 200 miljardus tonnu]CO2. Fiziskais darbs sākās 2007. gada beigās.

FutureGen bija ASV valdības projekts, ko prezidents Bušs paziņoja 2003. gadā, lai izveidotu gandrīz nulles emisiju spēkstaciju ar ogļu kurināmo, lai ražotu ūdeņradi un elektroenerģiju, vienlaikus izmantojot oglekļa uztveršanu un uzglabāšanu. 2007. gada decembrī Mattoon Township, Coles County, Illinois, tika izvēlēts par rūpnīcas vietu no četriem finālistiem Ilinoisā un Teksasā. Diemžēl 2008. gada 29. janvārī Enerģētikas departaments paziņoja, ka tas atsauc finansējumu no FutureGen, tādējādi faktiski izbeidzot projektu. Enerģētikas departaments ir paziņojis, ka demonstrācija tika atcelta, jo izmaksas bija pieaugušas līdz 1,5 miljardiem USD, un tā neuzskatīja, ka tagad ir nepieciešama tehnoloģiju demonstrēšana. DOE ir lūgusi esošās spēkstacijas iesniegt priekšlikumus, lai aprīkotu CCS, lai tas varētu sākt darboties 2015.–2016. gadā.

Oglekļa dioksīda uztveršanas izpēte

Oglekļa dioksīda uztveršana ir visdārgākā tehnoloģijas sastāvdaļa, un tā ir pasaules pētnieku uzmanības centrā. UCLA pētnieks Omar Yaghti ir izstrādājis ZIF materiālus, kas var absorbēt oglekļa dioksīdu 80 reizes vairāk par savu svaru. Pēc absorbcijas materiālu var atspiest un atbrīvot CO2.

Pētījumi Teksasas Universitātē Ostinā, ko vadīja profesors Gerijs Rošels, ir izstrādājuši ķīmisku procesu, kas absorbēs oglekļa dioksīdu un atbrīvos to maisījuma vārīšanas laikā. Ir daudzi citi šo jauno tehnoloģiju piemēri oglekļa dioksīda uztveršanas pētījumos un noteikti daudzi citi piemēri, kas jāpierāda.

Kopsavilkums

Oglekļa dioksīda uztveršana un uzglabāšana ir labi demonstrēta tehnoloģija, kas ir gatava liela mēroga ieviešanai. Izplūdes gāzu tīrīšanas vai iepriekš sadedzinātās degvielas un CO2 Gs kompresijas izmaksas palielinās enerģijas izmaksas no 40 līdz 60%, salīdzinot ar netīrīto un uzglabāto CO2 tehnoloģiju. Ir daudz pētnieku, kas strādā, lai izstrādātu materiālus, kas var absorbēt CO2 gāzi dūmu skurstenī un izvairīties no tīrīšanas enerģijas izmaksām. Šīs norises ir vismaz septiņu līdz desmit gadu attālumā. Mums vislabāk bija veicināt šo attīstību, jo paies 10 līdz 15 gadi pirms to ieviešanas pēc to uzsākšanas.

Atbildēt

Jūsu e-pasta adrese netiks publicēta. Obligātie lauki ir atzīmēti kā *