廉价清除二氧化碳

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  一种新的除去发电厂废气中的二氧化碳的工艺也许能使得能源行业负担得起碳捕捉的成本。它有望从废气中去除高迭90%的二氧化碳,而使用的能量比其他方法更少。
  现有的碳捕捉方法使得发电厂的效率降低了大约11%。由西门子研发的新工艺使得效率的损失减少到9.2%。这看上去似乎不是什么了不起的进步,“但是对发电厂来说,这意味着巨大的利益。”位于德国爱尔兰根的西门子负责该项目的经理托拜厄斯·乔根侯威尔(Tobias Jockenhoevel)说。他表示,捕捉二氧化碳总要消耗一定的能量,因此目标是要找到将损失降至最小的方法。
  理论上,利用这一工艺,发电厂排放的99.9%的二氧化碳都能去除,但是乔根侯威尔表示,考虑到基础设施的成本以及所需消耗的能源,90%是经济上的最佳选择: “剩下的10%的成本太高。”
  2009年8月,西门子的工艺在一个由西门子和能源公司E.ON共同建造的试验设备上进行了测试:那是一家在法兰克福附近的施陶丁格火力发电厂。发电厂进行了改装,一部分废气进入一个25米高的烟囱,其中含有能在压力下与二氧化碳反应的溶剂气体。随着废气经过溶剂气体,二氧化碳通过化学方法被吸收,剩余的气体通过烟囱。然后二氧化碳能从溶剂中再分离,并且再利用。
  “这基本上就像清洗废气。”乔根侯威尔说。这是一个标准的清除二氧化碳的方法;这个工艺的新颖之处在于所使用的溶剂以及它回收的方式,乔根侯威尔表示。
  伦敦大学帝国理工学院的碳捕捉和储存小组的物理化学家安帕鲁-加林多(AmparoGalimdo)说,“大量的研究工作都在寻找新的溶剂。”目前最理想的溶剂是单乙醇胺(MEA)。“MEA的反应很剧烈,但困难在于难以捕捉以再次利用。”这需要消耗很多能源,她表示。
  西门子的这一系统使用了一种由氨基酸盐制成的溶液。二氧化碳可以被去除,并且在施加能量打破两者之间的化学键时,溶剂也可以复原。也就是简单地把溶剂煮开,不过其中的化学过程使得它在较低的温度下就能实现。氨基酸盐结构也比MEA更稳定,不易与废气中的氧气和二氧化硫反应;事实上溶剂都不应该随着剩余的气体流人大气。乔根侯威尔表示,因为存在这些损失,使用其他溶剂时要不停地加注,而氨基酸盐却不会这样。它不是在一个地方加热溶剂以去除二氧化碳,而是被分成两部分分别加热,这样所需的能量就较少。
  位于英国布赖顿的苏塞克斯大学的苏塞克斯能源研究小组负责人吉姆·沃森(JimWatson)指出,碳捕捉的成本必须与相对较低的购买碳信用额的成本相平衡。他还表示研发技术很昂贵,而可靠地封存碳目前还是一个有待解决的问题。
  然而,沃森认为该项目是一个积极的进步。 “任何能降低效率损失的方法都很重要。”他表示, “对采用这项技术的任何人来说,效率损失是一个重大阻碍。”
  乔根侯威尔认为效率的损失必须在10%以下,高于10%的话,对公用事业单位来说,碳捕捉的成本就会比购买碳汇交易证书更高。
  乔根侯威尔表示,该技术能运用在任何使用化石燃料的发电厂中,并能根据现有的设备进行一些改装。但是,即使测试符合原定计划,运用这项技术还需要几年的时间,部分原因是因为储存二氧化碳有难度,另一部分原因是因为在碳交易市场上二氧化碳的价格较低。
  沃森认为, “这一方法效率很低又不稳定。”除非碳交易的价格上涨,否则碳捕捉仍然是一个昂贵的选择。
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