編者按:《本文的原始線上版本》此前已釋出。
在未來五年內,至少五十萬噸二氧化碳將被注入西弗吉尼亞州新海文附近登山者發電廠深處的岩石中。儘管這不到全球溫室氣體排放量的0.00001%,也不到該電廠自身二氧化碳排放量的2%,但這項始於9月份的封存專案,標誌著煤電廠碳問題唯一可用技術解決方案的首次商業演示,全球許多煤炭設施都希望效仿。
美國電力公司發電執行副總裁尼克·阿金斯表示,煤炭約佔美國電力生產的50%,佔美國電力公司電力生產的75%之多,該公司擁有登山者發電廠。該電廠可以輸出1300兆瓦的電力,使其成為美國最大的燃煤電廠之一,也是二氧化碳排放的主要來源。(全球變暖汙染的主要排放國——中國和美國——每年燃燒近四十億噸骯髒的黑色岩石。)
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因此,從煤炭公司到環保組織,所有人都已將碳捕獲和儲存(CCS)視為實現大幅快速減少溫室氣體的關鍵。但是,捕獲該氣體的技術演示寥寥無幾,而且除了使用二氧化碳來從地下泵出更多石油外,儲存二氧化碳的嘗試更是少之又少。
為了從煙囪中捕獲二氧化碳,登山者發電廠將採用所謂的冷凍氨技術,該技術依賴於碳酸銨化學物質從廢氣中提取二氧化碳。(另外兩種基本的捕獲技術要麼在純氧中燃燒煤炭以產生富含二氧化碳的排放流,要麼在煤炭氣化過程中吸走產生的二氧化碳。)
登山者發電廠將捕獲的二氧化碳壓縮到至少每平方英寸2000磅,將其液化並泵送到地下約8000英尺處。在那個深度,液態二氧化碳流經多孔岩層,附著在微小的空間中,隨著時間的推移緩慢擴散,最終與岩石或鹽水發生化學反應。“我們不是進入鹽洞;我們不是進入地下河。我們進入的是微小的孔洞,”德克薩斯大學奧斯汀分校的地質學家蘇珊·霍沃卡解釋說,她指的是一般的CCS。“加起來,這是一個很大的體積。” 事實上,美國能源部估計,美國地下有3.9萬億噸二氧化碳的地質空間,足以容納大型工業來源每年排放的32億噸二氧化碳。
登山者發電廠下方的兩個地質構造是玫瑰跑道砂岩和銅嶺白雲岩,它們位於相對不可滲透的岩層之下,這些岩層將阻止二氧化碳被困住。“我們專案的一部分是對這些進行測試,並瞭解它們對二氧化碳的接受程度,”美國電力公司CCS工程經理加里·斯皮茨諾格爾說。畢竟,俄亥俄州的一項類似努力表明,那裡的地層儲存的二氧化碳比預期的要少。除了最初用於向下泵送二氧化碳的兩口井外,該公司還將透過三口專門鑽探的井來監測二氧化碳。
捕獲和儲存二氧化碳的過程可能是簡單的化學和地質學,但它具有顯著的工業成本。美國電力公司僅在登山者發電廠的捕獲技術上就將支付7300萬美元,並已申請3.34億美元的聯邦刺激資金——該公司表示,這佔總成本的一半——以擴大該專案規模,以便在未來幾年捕獲該電廠約20%的排放量。
儘管CCS價格昂貴,但登山者發電廠並非孤例。在美國,公用事業公司正在規劃數十億美元的發電廠,這些發電廠將納入CCS;到2011年,阿拉巴馬電力公司可能會超過登山者發電廠,從其位於西特羅內爾油田的巴里工廠埋藏15萬噸二氧化碳。在國外,中國有幾個測試設施,在冰島,一個國際研究人員聯盟將把二氧化碳泵入地下玄武岩,在那裡它將發生反應形成碳酸鹽礦物。
但是,即使二氧化碳被永久鎖定在岩石中,與煤炭相關的其他環境問題仍然存在。該技術無助於補救煤礦開採的影響,特別是山頂移除,或殘留的有毒粉煤灰等問題。此外,儘管環境保護署已開始制定規則來監管二氧化碳注入井,但仍然不清楚誰擁有孔隙空間資源,以及在發生事故(例如氣體突然像間歇泉一樣釋放)時,誰承擔責任。
儘管如此,鑑於排放監管迫在眉睫,公用事業公司預計未來幾十年將大規模安裝CCS。斯皮茨諾格爾說:“我們的第一個全面規模將在2015年左右,到2025年,我們將在大型煤電機組上建設相當可觀的數量。”
這意味著一件事:更高的電價。2007年5月,美國能源部估計,使用胺洗滌器捕獲90%的二氧化碳將使電力成本超過每兆瓦時114美元,而沒有二氧化碳捕獲的成本僅為每兆瓦時63美元。對於消費者而言,額外的成本約為每千瓦時0.04美元——這或許是為減少大氣中溫室氣體而付出的必要代價。
注:本文最初以標題“埋葬氣候變化”印刷。