燃煤气化:未来的清洁能源?

译者:FreakyMind | 发布: | 发布时间:2014-04-18,星期五 | 阅读:1,739
原文:Coal gasification: The clean energy of the future? | BBC News
原作者:Richard Anderson

将燃煤转化为气体并不如它听起来那样环保

煤炭很脏,但是却很便宜。

正因如此,燃煤目前仍然是世界主要的能量来源,它为我们提供了四分之一的主要能源需求以及超过40%的电力。在接下来的许多年里仍将如此。

因此,我们面临的挑战将是如何以更清洁的方式利用燃煤。尽管全球性的碳采集与储存(CCS)的尝试已经夭折,仍有一些国家正在探索新的方法来利用他们丰富的燃煤储量。

并非所有这些国家都是出于环境利益的考量,而可能只是出于经济利益的考虑与能源独立的需要。

老技术与新方法

目前主流的燃煤处理方式是燃煤气化——并非将它烧掉,而是通过化学方法将其转化为人造天然气(SNG)。

这项处理方法已经沿用了数十年,但是最近燃气价格的上涨让它在经济上更加可行了。美国已经开始涉足这项技术,但是中国正倾尽全力以满足其迅猛增长的能量需求并减少对进口液化石油气(LNG)的依赖。

中国国家能源局已经制定出一个要在2020年前利用燃煤生产500亿立方米燃气的计划,足以满足中国对燃气总需求量的10%。

这不仅在经济上是可行的,它也让中国可以将分布在离工业中心数千公里远的地方的煤矿利用起来。毕竟运输燃气的成本要比运送燃煤便宜得多。

燃煤气化还可以解决近几个月已让中国部分地区陷入实质上的停滞状态的空气污染问题。

但是当前这项技术还有两大问题。第一个问题是,燃煤气化比传统煤炭工厂产生的二氧化碳更多。因此,中国不仅要使用更多的燃煤,还要付出更高的环境代价。

如国际能源署(IEA)天然气、煤炭以及电力部门主管Laszlo Varro所说:“’燃煤气化’从经济及能源安全的角度都看是很吸引力的。

“它可以成为一个很好的解决本地污染的解决方案,但是它总体的碳浓度(比煤炭开采)更大,因此从气候变化的角度来看则一点也没有吸引力”。

美国近年已经对燃煤气化进行了试验

实际上,美国杜克大学的一项研究表明人造天然气的温室气体排放比天然气多七倍,而碳排放量则是煤炭工厂的两倍。

第二个问题则是水的使用。燃煤气化是耗水较多的能源生产方式中的一种,但中国的大片区域,尤其是将要建设气化工厂的西部地区,已经饱受缺水问题的困扰。

Varro先生说到一份最近的IEA报告得出了一项结论,煤炭与燃煤气化工厂会用掉“中国可用水资源的相当大一部分”。

丰富的储量

其他国家则在寻找不同的方法来从煤炭中得到燃气。在澳大利亚比较常见的一种方法是煤层气法,可以让人们得以利用埋藏太深而难以开采的煤层。这种方法将水从煤层中抽走,以使附着在煤炭表面的甲烷被释放出来,再将这些甲烷收集起来。

中国,印度尼西亚及莫桑比克都在考虑煤层气,而美国与加拿大也有丰富的储量。

尽管这种处理流程的二氧化碳排放量很低,但是它的采用也并非没有异议。反对者们强调了对水污染,地面沉降和废水排放方面的担心,而耗水流程有时又要用到液压破裂法

而据波士顿咨询集团在悉尼的能源业务合作伙伴菲尔·赫塞豪恩所言煤层气已经“根本地改变了澳大利亚燃气行业的动态”。

他提到,澳大利亚有200万亿立方英尺的煤层气资源,每年可以从中生产2,500万吨液化燃气——相当于全球液化天然气市场产量的10%。

清洁的利用方法

还有一种迥然不同的燃气生产方法被称为地下燃煤气化法(UCG),这种方法在19世纪就已经产生,但是目前大规模采用此法还不现实——目前只在乌兹别克斯坦有一家正式生产设施及在澳大利亚和南非有几个试验性项目。

严重的污染让中国不得不重新考虑其使用煤炭的方式

UCG协会的首席执行官Julie Lauder表示,这种处理方法是一种“不会引起常见环境问题的利用煤炭的新方法”。

她还提到,因为技术的进步及煤气价格的上涨,现在通过UCG这种方法来利用埋藏太深而不便开采的大量煤炭资源已经变得切实可行了。事实上,据估计全世界有多达85%的煤炭资源不能以常规的开采技术加以利用。

开放对这些资源的开采可能会对CO2排放及气候变化引起灾难性的影响,但是该行业声称这些资源可以被清洁地利用。

这种方法将氧气与蒸气通过细小的钻孔泵入煤层里来产生小规模的可控的燃烧。因此,与煤层气不同的是,煤炭是被从固态转换成了气体。然后将燃烧产生的氢气、甲烷、一氧化碳及二氧化碳从另一个钻孔里抽出。

据英国Five Quaters清洁能源公司的创始人及首席执行官司Harry Bradbur博士所言,这种方法产生的二氧化碳量仅相当于传统煤矿开采的20%。

但是他们公司正在研发一种不需要燃烧煤炭的方法,这种方法结合了他称之为“固态化学工程”的技术与不仅可以释放煤炭中的燃气,还可以释放周围的岩层里的燃气的技术。他还称,所有这些都只会在海上发生,因此可以缓解水污染与地面沉降之类的顾虑。

但它真正的优势在于对二氧化碳的捕获。“我们要做得更彻底一些——我们要零排放”,Bradbury博士说到,“捕获并储存所有的碳是至关重要的”。

据他说,这可以通过将二氧化碳重新注入煤层中或将其制成如塑料和石墨等产品来实现。

英国政府已经组成了一个工作组来调查UCG的优点,毫无疑问是被北海底下的大量的煤炭资源激起了兴趣。其他的政府同样也热衷于寻找新技术以开发他们国家的隐藏的煤层。

当然,问题在于这种方法完全依赖于更广泛的努力以发展CCS——目前已有的努力尚未找到解决办法。

在找到一种清洁方法之前,任何想将煤炭气化的努力将只能停留在理论层面或者再度加重已经非常严重的二氧化碳排放问题。如果未来的努力仍像现有的这些努力这样(失败了)的话,我们可能还需要等待很长时间。



 

版权声明

文章编辑: ( 点击名字查看他发布的更多文章 )
文章标题:燃煤气化:未来的清洁能源?
文章链接:http://ccdigs.com/53870.html

分类: 国际观察, 新闻视线, 科技新闻, 科技驿站.
标签: ,

发表评论