碳捕獲在首個全尺寸燃煤發電廠開始

10月2日,薩斯喀徹溫省的邊界壩發電廠成為首個全尺寸燃煤鍋爐,開始捕獲之前從煙囪大量排放的二氧化碳,阻止這種溫室氣體進入大氣層。

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10月2日,薩斯喀徹溫省的邊界壩發電廠成為首個全尺寸燃煤鍋爐,開始捕獲之前從煙囪大量排放的二氧化碳,阻止這種溫室氣體進入大氣層。在這由此產生的看不見的熱煙流中,寄託著在繼續燃燒化石燃料的同時對抗氣候變化的希望。

國際能源署執行幹事瑪麗亞·範德胡芬在邊界壩電廠開幕宣告中表示,這種二氧化碳捕獲和封存(CCS)“是唯一已知的技術,使我們能夠繼續使用化石燃料,同時實現能源部門的脫碳”。“由於化石燃料消耗預計將持續數十年,因此部署CCS至關重要。”

這種部署正開始斷斷續續地發生,並得到大量政府支援。例如,位於密西西比州的肯珀工廠,一個將褐煤轉化為氣體並在過程中去除二氧化碳的發電廠,原定於2015年上線,但比計劃晚了一年,成本為56億美元,是最初估計的兩倍多。美國環境保護署已批准阿徹丹尼爾斯米德蘭(ADM)的計劃,將其在伊利諾伊州乙醇發酵設施捕獲的二氧化碳注入地下深處的鹹水含水層。


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邊界壩還燃燒褐煤,這是汙染最嚴重的化石燃料中最汙染的形式。薩斯喀徹溫省估計有300年的這種骯髒燃料供應量,按目前的消耗速度計算。該裝置使用胺類——一種可以與二氧化碳結合的氮基分子——每年捕獲預計100萬公噸的主要溫室氣體。胺類捕獲二氧化碳,然後在進一步加熱時再次釋放,這意味著它會消耗電廠的部分電力來去除電廠的二氧化碳。捕獲的二氧化碳經過壓縮和液化後,將透過管道輸送66公里到達附近的韋本油田,並與在北達科他州一家將褐煤轉化為氣體的工廠捕獲的二氧化碳匯合。在韋本,二氧化碳將用於從地下衝刷出更多的石油。當然,最終燃燒這些石油也會向大氣中釋放二氧化碳。

但是,除了直接的政府補貼(邊界壩也從中受益)之外,這種“提高石油採收率”是使二氧化碳捕獲變得經濟實惠的唯一方法。薩斯喀徹溫省是擁有和運營該電廠的電力公司SaskPower的主要所有者,加拿大聯邦政府為該電廠的建設投入了2.4億加元。邊界壩的五個燃煤鍋爐產生730兆瓦的電力;其中一個——3號機組——現在將捕獲原本會排放到大氣中的90%的二氧化碳,而其他四個機組將繼續不受限制地排放二氧化碳。3號機組一個鍋爐的改造總成本為13.5億加元。SaskPower希望將費率提高15%以上以支付這筆費用。據美國政府稱,這種二氧化碳捕獲技術每千瓦時至少增加0.04美元的電力成本。

然而,有史以來第一次,在邊界壩,任何未被購買用於油田的過量二氧化碳將不再只是排放到大氣中。相反,過量的二氧化碳將作為正在進行的名為Aquistore的研究專案的一部分,儲存在鹹水含水層中。這種旨在永久性的儲存是使所謂的清潔煤炭真正發揮作用以應對氣候變化的關鍵。就目前而言,伊利諾伊州的ADM專案是唯一有望實現該目標的設施,並且它發酵乙醇。據估計,美國擁有4萬億公噸的儲存能力,如果發電廠開始捕獲二氧化碳,這足以儲存數十年的汙染。

隨著邊界壩的建成,目前全球共有13個此類捕獲和封存專案正在執行,其中大多數涉及儲存與某些天然氣礦藏混合在一起的二氧化碳。13個專案中,有10個在美國,它們每捕獲一公噸二氧化碳可獲得至少10美元的稅收抵免。國際能源署估計,到2020年,僅燃煤發電廠就需要至少100個此類設施,以便每年捕獲和永久消除2.7億公噸二氧化碳,從而將全球變暖控制在2攝氏度以下。

而且這個數字當然是樂觀的。目前所有13個專案每年捕獲約2000萬公噸二氧化碳——幾乎沒有一個是來自燃煤——而全球燃煤發電廠每年排放至少150億公噸二氧化碳汙染。僅美國每年燃燒超過7億公噸煤炭,約佔其二氧化碳總汙染的三分之一,自2009年以來,僅CCS研發就投入了超過90億美元,但沒有一個全尺寸發電廠的CCS專案。全球煤炭使用量預計到2020年將翻一番,這主要是由於中國和印度骯髒煤炭燃燒量的增長。全球計劃或正在建設的燃煤發電廠超過1000座,但只有少數包括捕獲二氧化碳汙染的技術,更不用說解決困擾煤炭的其他汙染問題:酸雨、霧霾、有毒灰燼。

此外,並非所有啟動的二氧化碳捕獲和封存專案都能持續下去。西弗吉尼亞州的登山者發電廠擁有一套用於捕獲二氧化碳的冷氨化學裝置,但由於缺乏補貼和其他支援,該專案於2011年被終止。捕獲二氧化碳的裝置仍然閒置在發電廠的地面上,慢慢生鏽。

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