18新利最新登入碳捕获是如何工作的

有三个主要步骤,碳捕获和储存(CCS):

让我们更详细的看看捕获与分离过程:

碳是取自电厂源在三个基本方面:燃烧后,预燃和氧气助燃[来源:国家能源技术实验室]。

一个化石燃料发电厂发电通过燃烧化石燃料(煤、石油或天然气),产生热量,变成了蒸汽。连接到一个蒸汽驱动涡轮电发电机。燃烧的燃烧过程是另一个词。

与燃烧后碳捕获二氧化碳是化石燃料燃烧后抓起。化石燃料的燃烧会产生所谓的烟道气体,包括二氧化碳、水蒸气、氮和二氧化硫。

在进行过程中,二氧化碳从烟道气体分离和捕获由于化石燃料的燃烧。这个过程是最常用的技术在碳捕捉技术。这是一个方便的策略,因为它可以部署在新的和现有的燃煤电厂。18新利最新登入然而,也有一些缺点。为了工作,燃烧后碳捕获需要一些身体上的大型设备,它能使涡轮机效率较低[来源:Elhenawy]。

与预燃碳捕获,碳是困且远离化石燃料在燃烧过程结束之前。

煤、石油或天然气加热蒸汽和氧气,导致合成气体,或合成气。气体大多含有二氧化碳,氢气(H2)和一氧化碳(CO)。之后,一个单独的反应水(H2O)转化成氢气。虽然这是怎么回事,一些一氧化碳转化为二氧化碳。最终的结果是一个气体混合物含有H2和CO2[来源:美国能源部]。

很容易分离,捕获和封存二氧化碳的混合。与此同时,工程师可以对其他能源生产过程使用氢。

预燃碳捕获通常比二次燃烧策略更有效。18新利最新登入然而,设备有更高的价格标签。此外,老电站往往比一些不太适合这种技术新的[来源:Elhenawy]。

与氧气助燃碳捕获发电厂燃烧化石燃料,而不是普通的空气。相反,燃料燃烧气体混合物中含有大量的纯氧。这将导致烟气的两个主要组件是二氧化碳和水。之后,可以分离出二氧化碳压缩和冷却的水[来源:国家能源技术实验室和加拿大国家资源)。

氧气助燃碳捕获的某些方面是便宜的,但是这个过程成本很高。(纯氧并不便宜。)也有一些担忧它的适用性。2020年回顾发表在《催化剂认为,相关技术“大规模操作需要证明”[来源:Elhenawy]。

从积极的一面来看,可以使用氧气助燃捕获两老和新的燃煤电厂[来源:Elhenawy]。

现在,这里有一个重要的问题:一旦碳捕获,它运送到一个存储位置怎么样?18新利最新登入请继续往下读。

捕获的二氧化碳(CO2)之后,下一步是运输到存储站点。通常的运输二氧化碳的方法是通过一个管道。

管道已经应用了几十年,和大量的气体、石油和水每天都流过管道。二氧化碳管道现有基础设施的一部分在美国和许多其他国家。事实上,现在有超过4039英里(6500公里)的二氧化碳管道分布在非洲,澳大利亚,中东和北美。大多数创建这一过程被称为采油(采油),但一些连接到CCS项目[来源:Noothout]。

你可以把一个管道几乎任何地方,包括地下或水下。他们可以找到贯穿等多样化的环境沙漠、农田、山脉和海洋。【来源:政府间气候变化专门委员会]。

管道连接到加工厂或依赖化石燃料的发电厂,以及天然来源的二氧化碳。一行的纯度二氧化碳供应可能会影响到的各种技术在其来源(来源:Noothout]。

在某些情况下,二氧化碳可能旅行就可以管,然后过渡到一个油罐卡车,油轮船舶或加压气缸来完成它的旅程。请注意,有一种窒息的风险如果大量的二氧化碳会逃逸到大气中。与运输天然气的坦克和其他有害物质,良好的建设是关键。,良好的驾驶。

回到管道,他们可以运输二氧化碳在三种状态:气态、液态和固态。固体二氧化碳通常被称为干冰,这是不划算的运输二氧化碳作为固体。

一般管道运输气态的二氧化碳。说需要压缩气体从A点到b点根据国家能源技术实验室,理想的压力范围是在1500年和2200 PSI(或10342和15168 KPA)。

工程师必须在二氧化碳流,防止杂质如硫化氢和水。后者已经知道腐蚀管道,但这只是冰山一角。在高压和低温的环境下,这些管道的水可能形成天然气水合物,固体晶体可以堵塞你的线。科学家仍设计方法来处理这样的杂质(来源:Onyebuchi和白)。

世界上的建设,安全是首要任务。如果管道破裂在人口稠密区域附近,突然释放大量的二氧化碳气体会严重影响公众健康和环境。新利国际网站品牌官网防止工业挖掘设备意外的管道,规划者可以将其深埋地下。另外,如果可能,铺设管道远离城市,城镇等可能是明智的[来源:Onyebuchi]。

DNV、著名的风险管理和质量保证公司在挪威,发布新的安全程序2021年二氧化碳运输管道。与此同时,英国新利国际网站品牌官网健康和安全执行现在有一个广泛的指南涵盖从土地使用的腐蚀。

管道成本波动取决于管道的路线(通过严重拥挤地区、山区、海外);材料的质量;涉及的设备;18新利最新登入多少劳动是必需的;和其他费用。

在我们收集和运输所有的二氧化碳(CO2),我们需要把它的地方。但是在哪里?在某种巨大的存储单元?一个巨大的坦克在沙漠里吗?我们需要更多的垃圾填埋场保持我们的二氧化碳废物?

别担心,所有这些问题的答案是“不”。There are a few places we've found to store CO2, including several underground. In fact, there's research that suggests the United States alone has enough subsurface space to potentially hold 1.8 trillion tons (1.71 trillion metric tons) of carbon dioxide in deep aquifers, permeable rocks and other such places [source:Cunliff和阮]。

让我们来谈谈物流的地下储存。地下深处,二氧化碳可以保持在压力超过1057 PSI (72.9 atm),在温度超过88华氏度(31.1摄氏度)。

当这些特定的条件得到满足,二氧化碳超临界。在那种状态下,二氧化碳属性通常与气体和液体。超临界二氧化碳的低粘度,就像气体一样。但与此同时,它也有液体的高密度[来源:国家能源技术实验室和成像技术集团)。

因为它能渗入多孔岩石的空间,大量的二氧化碳可以存储在一个相对较小的区域。石油和天然气储层适合存储二氧化碳由多孔层岩层时,多年来一直被困石油和天然气(来源:科学教育中心]。

二氧化碳是人为注入地下岩层之下地球的表面。这些自然储层上覆岩石,形成一个密封,气体中。地下存储可能有风险,不过,我们稍后将讨论。

玄武岩的岩石也使二氧化碳存储地点的吸引力。在起源、火山玄武岩是最常见的一种类型的岩石在地壳中。研究人员发现,当二氧化碳反应和玄武岩中含有钙,镁转化为固体矿产,尤其是白云石、方解石和菱镁矿[来源:卡地亚]。

然后我们有煤矿。有时,那些被注销“unmineable”可以容纳非常大量的捕捉二氧化碳。里面,可以存储气体在较低的压力,从而省钱[来源:Talapatra]。

除了地下存储,我们也观察海洋二氧化碳永久存储。历史上,有很多的讨论可能向海洋中倾倒二氧化碳直接——深度超过9842英尺(3000米)。这远低于表面,二氧化碳是密度比水。所以希望,倾倒二氧化碳将被困在一段时间[来源:科学教育中心]。

海洋碳储存在很大程度上是未经检验的,有许多海洋生物的安全性的担忧和二氧化碳的可能性最终会使其回到环境。

接下来,我们将更详细地看一些这些问题并找出如果碳捕获和存储是一个可行的解决方案为我们的未来。

尽管碳捕获和存储解决方案可能看起来像一个奇迹,它不是没有关注和争议。

首先,重要的是要记住,碳捕获和储存(CCS)不是一个许可继续向大气中排放二氧化碳。不管将来如何对CCS,其他减排努力仍然是必要的。18新利最新登入然而,CCS技术提供了一种方法来清理我们的一些现有的发电厂。

根据一项2020年的报告从全球CCS技术研究所,现在“65全球商业CCS设备在不同开发阶段的。”

然而,一些批评者担心CCS的经济学。电动汽车和太阳能电池板大宗商品可以销售,卖给个人和私人组织。但相比之下,想办法赚钱捕获二氧化碳被证明是困难的。

另一个缺点?实际上目前CCS技术需要大量的能量来实现和运行。除此之外,他们依赖于水,很多——用于冷却和处理[来源:Magneschi和罗莎]。

面对这种情况需要水,人们一直在争论如何CCS可能(或不可能)导致18新利最新登入缺水。2020年,领导的一个团队洛伦佐罗莎加州大学伯克利分校模拟改造的影响世界上每一个大型的燃煤电厂有四个不同种类的CCS技术。

《华尔街日报》引用他们的论文自然的可持续性5月4日,2020年出版,“某些地区缺乏足够的资源来满足额外的水CCS技术的要求。”

这是一个环境问题人们提出了关于碳捕获和储存。

如果二氧化碳泄漏出地下吗?很难预测遥远的未来的二氧化碳我们已经被困在地球表面。实现良好的法规,选择质量存储站点——可能会使一个巨大的差异。

有几个潜在的方式夺回二氧化碳泄漏到表面。具有讽刺意味的是,地下水井注入它首先可能成为可能的逃跑路线。所以可能废弃的石油和天然气井,或自然的缺点[来源:邓恩]。

2018投影声称泄漏如果“实际井然有序的存储”是不太可能实施。这与早期的一些研究问题[来源:邓恩和镇长]。

CCS的一些反对者认为,可行与否,重点都是错误的。他们说我们应该关注的方法让自己摆脱对化石能源的依赖,但是CCS延长发电厂,依靠他们的生活。

在另一边的分裂,CCS支持者认为可再生能源是解决方案的一部分。在他们看来,我们可能会需要把这些碳捕获科技为了有任何严重的希望阻止灾难性的气候变化。

仍有许多问题碳捕获和储存最终将扮演的角色在帮助我们缓解温室效应和对抗气候变化。但有一件事是肯定的:二氧化碳的排放是一个世界性的问题。

出版:2008年7月9日