211service.com
Få strøm fra kul uden at grave det op
Konvertering af kul i jorden direkte til rentbrændende gasser kan have enorme miljømæssige fordele - ikke mindst af dem ville være undgåelse af ødelæggende minedrift. Problemet er, at teknologien til underjordisk kulforgasning stadig er i de tidlige stadier.
Virkelig rent kul: Swan Hills Synfuels genererer en rentbrændende gasblanding fra kul på dets underjordiske forgasningsanlæg nordvest for Edmonton. Virksomheden planlægger at generere 300 megawatt strøm med gassen, mens den oplagrer den resulterende kuldioxid i Albertas oliefelter.
Nu siger Albertas regering, at den vil give C$285 millioner ($271 millioner) til et kulforgasningsprojekt af Calgary-baserede Swan Hills Synfuels, der involverer den dybeste operation nogensinde for at generere strøm fra kul – uden at grave det op.
Tidligere demonstrationer af teknologien har forvandlet kullag helt ned til 1.000 meter under overfladen til rentbrændende gas. I modsætning, Swan Hills Synfuels ' C$1,5 milliarder-projekt foreslår at nå ned 1.400 meter. At arbejde på den dybde kunne mindske truslen om grundvandsforurening fra det ulmende, nedbrydende kul. Vi har 800 meter klippe – meget af det uigennemtrængeligt – mellem os og ferskvands akviferer, siger Swan Hills præsident Doug Shaigec.
Hvad mere er, hvis teknologien kan nå dybere kullag, kan den give adgang til meget mere af det fossile brændstof, siger Julio Friedmann, der er projektleder for kulstofstyring for Lawrence Livermore National Laboratory i Californien.
Når projektet starter op i 2015, håber Swan Hills at generere 300 megawatt strøm fra sin kulgas og samtidig sælge over 1,3 millioner tons kuldioxid om året. CO2'en kunne bruges af olieproducenter og i sidste ende lagres i oliebrønde. Dette kan resultere i opbevaring af 10 til 20 millioner tons kuldioxid om året i 2020. Det ville hjælpe Alberta med at nå sit 2020-mål for kulstoffangst på 25 til 30 millioner tons om året, ifølge en rapport sidste måned fra en alliance af canadiske industrivirksomheder .
Pilottest fra Swan Hills bekræfter levedygtigheden af disse løfter, ifølge Shaigec. Han siger, at piloten producerede fremragende gas ved hjælp af et par tilstødende brønde med en afstand på 50 til 60 meter fra hinanden, installeret i kullaget med de samme retningsbestemte boreteknikker bag den accelererende produktion af naturgas fra skiferaflejringer.
Ilt drives ned i foderbrønden, og kullaget antændes, hvilket driver temperaturen til 800 til 900 ºC og trykket til næsten 2.000 PSI. Under disse tryk reagerer oxygen, kul og saltvand (til stede i kullet og også injiceret via fødebrønden) og danner en gas, der er omtrent en tredjedel metan og to tredjedele brint, sammen med noget kulilte og kulstof dioxid. Gassen trækkes til overfladen via den tilstødende produktionsbrønd, hvor kulilten omdannes til brint og CO2, og al CO2 fjernes.
Shaigec er fåmælt med hensyn til, hvordan Swan Hills formåede at opnå gasstrøm mellem sine brønde, givet den lave permeabilitet af kul, der er knust under 1.400 meter sten. Vi har brugt mekaniske midler til at etablere en passende kommunikationsvej mellem brøndene, siger han ved at bruge standardbore-, færdiggørelses- og stimuleringsteknikker. Den mekaniske standardmetode, hvorved skifergasproduktionen stimuleres, er brud på sten med højtryksvand.
Brøndpar: Retningsbestemt boring leder et par tilstødende brønde ind i den 1.400 meter lange kullag på Swan Hills Synfuels pilotanlæg i Alberta. Ilt og vand, der føres ned i en brønd, forårsager en forgasningsreaktion, der sender rentbrændende syntetisk gas op i den anden brønd.
Shaigec siger, at omkring 20 brøndpar skulle generere tilstrækkelig syntetisk gas til at forsyne et 300 megawatt kraftværk, som Swan Hills planlægger at bygge med en kommerciel partner, som det endnu ikke har valgt. Anlægget vil være identisk med et konventionelt kombineret naturgasfyret kraftværk med kun mindre justeringer af gasturbinen for at rumme blandingen af brint og metan. Takket være den brintrige blanding vil anlægget kun producere 250 kg CO2 pr. megawatt-time strøm. Resultatet, siger Shaigec, vil være strøm, der er langt renere end Albertas konventionelle naturgas- og kulfyrede generatorer, som frigiver omkring 400 og 1.000 kg pr. megawatt-time.
Swan Hills konkurrenter håber i mellemtiden at bygge deres egne kulstoffattige kraftværker ved at styre risikoen for grundvandsforurening. Montreal-baseret Laurus Energi afventer tilladelse til at antænde brønde, den har boret i en 200 meter dyb kullag i Albertas Drayton Valley. Alberta Geological Survey og provinsens Energy Ressource Conservation Board konkluderede i en anmeldelse, der blev udgivet i sommer, at der er en bekymring vedrørende grundvandsforurening fra operationen, og kalder bekymringen en potentiel hindring.
Laurus CEO Rebecca McDonald insisterer på, at hendes virksomheds teknologi, der er udviklet af Laurus's søskende, Ergo Exergy, har vist sig at være sikker i flere år lange kontinuerlige forbrændinger i Australien og Sydafrika. Nøglen, siger hun, er konstant overvågning af grundvandet og styring af processen for at sikre, at vand fra omgivende lag strømmer ind i reaktoren og ikke strømmer ud. Negativt tryk på sømmen betyder, at forurenende stoffer ikke kan gå derfra og forurene grundvandet, siger McDonald.
Swan Hills forventer, at dets projekt vil være konkurrencedygtigt med naturgas- og kulfyrede kraftværker, der ikke opfanger deres kulstofemissioner. Vi positionerer denne generation til at være den foretrukne ressource, ikke kun fra et miljømæssigt synspunkt, men fra et økonomisk synspunkt, hvilket betyder at konkurrere med konventionel kul- og naturgasfyret produktion i den sidste del af det næste årti, siger Shaigec .
At sælge kuldioxid til olieproducenter vil være afgørende, siger Shaigec. Og han indrømmer, at regeringens politikker, der sætter en pris på kulstof, kun kan hjælpe. Vi er ikke så specielle med, hvordan det tager form i sidste ende, så længe vi ser mere lige vilkår [for] projekter, der praktiserer opsamling og lagring af CO2.