211service.com
Carbon Capture forbliver undvigende
Den 1. oktober blev et kulfyret værk i West Virginia drevet af American Electric Power (AEP) det første kraftværk i USA til at pumpe en del af dets kuldioxidemissioner under jorden. Samtidig bruger det amerikanske energiministerium milliarder af stimulusdollars til kulstoffangst og -binding. Og FutureGen, et regeringsstøttet projekt til at bygge det første kuldrevne anlæg med nul-emission, ser ud til at rejse sig fra asken.
Fang dette : En kulstofopsamlings- og -bindingsfacilitet drevet af American Electric Power og Alstom på Mountaineer Power Plant i New Haven, WV.
Ved første rødme ser det ud til, at kulstoffangst og -binding (CCS) er på vej til at gøre rent kul til en realitet. Ingen CCS-operation i kommerciel skala er dog tæt på at være afsluttet i USA, og indtil en markedspris er fastsat på kuldioxid, siger eksperter, at tingene sandsynligvis ikke vil ændre sig.
Indtil der er et marked, vil teknologien ikke tage fart, siger Howard Herzog , ledende forskningsingeniør med MIT Energy Initiative. Det er fantastisk, at der er så mange projekter i gang, som der er i dag; de er alle forsknings- og udviklingsprojekter, der er finansieret med tilskud.
Den amerikanske Recovery and Reinvestment Act fra 2009 gav 3,4 milliarder dollars i føderal finansiering til CCS-projekter, herunder 1 milliard dollars til FutureGen og mere end 1 milliard dollars til andre kommercielle operationer. Men selv med disse penge er der stadig betydelige forhindringer.
Der er en række tekniske udfordringer, der skal overvindes, siger Tom Williams, en talsmand for forsyningsselskabet Duke Energy, som for nylig investerede 17 millioner dollars i forskning i kulstoffangst på et kulforgasningskraftværk i Edwardsport, IN, og som i øjeblikket søger føderal finansiering til at videreudvikle indfangnings- og sekvestreringsteknologi på anlægget. At tillade udfordringer, sekvestreringsudfordringer, geologiske udfordringer, [og] effektivitetsudfordringer skal alle finde ud af, siger Williams.
En af de geologiske udfordringer, som Duke Energy og andre, der undersøger i CCS, står over for, er at sikre, at trykket inde i reservoirer dybt under jordens overflade ikke stiger for højt, når kuldioxid injiceres. Der er kun visse sikre niveauer, som du kan hæve presset til, før du kommer ind i spørgsmål om seismicitet, siger Herzog.
Ernest Majer , en seismolog ved Lawrence Berkeley National Laboratory, orienterede medlemmer af det amerikanske senat i september om disse potentielle farer. Han siger, at pumpning af tryksat, flydende kuldioxid under jorden har potentiale til at forårsage mindre jordskælv, selvom det med korrekt stedvalg og injektionshastigheder ikke burde være et problem. Hvis man sprøjter store mængder ind i en aktiv fejl, så ja, man får problemer, men vi har injiceret spildevand fra kommuner i årevis uden problemer, siger han. Du skal bare konstruere det ordentligt.
Dette betyder især implementering af pålidelige overvågningssystemer til at spore bevægelsen af kuldioxid dybt under jorden. Sensorer, der bruges i olie- og gasfelter, er veludviklede til dette formål, selvom billigere overvågningssystemer ville gøre kuldioxidbinding til kulværker mere omkostningskonkurrencedygtig.
Hver gang du placerer en sensor tusindvis af fod nede, kræver det at bore en brøndboring, der afhængigt af dybde og diameter kan koste mellem 5 [millioner] og 10 millioner dollars, siger Ken Humphreys, fra FutureGen Alliance. Humphreys siger, at mindre dyre systemer såsom akustiske sensorer, der overvåger bevægelsen af kuldioxid fra overfladen, i øjeblikket er under udvikling.
Efterhånden som ingeniører udvikler nye teknologier til kulstoffangst og -binding, kan tekniske tilbageslag være uundgåelige. AEP, det forsyningsselskab, der begyndte at pumpe 2 procent af sine kuldioxidemissioner under jorden den 1. oktober, havde håbet på at begynde sekvestrering tidligere, men projektet blev forsinket, da sensorer viste højere end forventet fugtindhold i kuldioxiden. Hvis den flydende gas indeholder for meget vand, kan der dannes kulsyre, som korroderer stålrørene, der bruges til at transportere den under jorden.
For at bringe vandindholdet ned til et sikkert niveau, sagde AEP, at det ville være nødt til at køle kuldioxiden yderligere for at fjerne vand gennem nedbør, før det pumpes under jorden. Yderligere test afslørede dog, at fugtindholdet var blevet fejllæst og faktisk var inden for sikre niveauer.
Der er helt sikkert tænder ved at få det op at køre, siger Gary Spitznogle fra AEP. Det er bare karakteren af en ny proces. Ikke alt fungerer rigtigt i den første iteration.
Den cap-and-trade-lovgivning, der nu er på vej gennem Kongressen, kan hjælpe med at fremskynde løsninger på mange af de tekniske problemer, som CCS stadig står over for. Men et af de største tilbageværende spørgsmål er, om der findes tilstrækkelige reservoirer til at opbevare al den kuldioxid, der kan opfanges.
De bedst undersøgte lageraflejringer er tidligere olie- og gasreservoirer, der er dækket af lag af ikke-porøse sten, der holdt petrokemikalierne låst dybt under jorden i millioner af år. Alligevel består kun 1 procent af udtømte naturgas- og oliereservoirer af anslået 3.947 gigatons kuldioxidlagringskapacitet under USA. Langt størstedelen af kapaciteten – 3.630 gigatons – består af dybe saltvandsformationer, som er blevet mindre undersøgt.
Vi er på det sted, hvor der ikke er noget problem at lave millioner af tons om året, men for at løse klimaproblemet skal vi lave milliarder af tons eller gigatons om året, og i den skala bliver opbevaring et reelt problem, siger Herzog.
Majer, fra Lawrence Berkeley National Laboratory, siger, at småskalatests, såsom AEPs pilotprojekt, vil gå langt i retning af at bestemme levedygtigheden af opbevaring i saltvandsmagasiner. Vi kender ikke alle svarene endnu, men vi ved stort set, hvordan vi får svarene, siger han. Og hvem ved, svaret kan stadig være, at det ikke virker.