Løsning af Kinas kulproblem

Da William Latta første gang kom til Kina, i 2005, havde han til hensigt at lede efter virksomheder, som han kunne købe for den franske elgigant Alstom. Han endte med at skabe sit eget.

Jeg vidste, at miljømarkedet ville udvikle sig, siger Latta. Jeg troede på, at vi kunne gøre noget ved Kinas forureningsproblem og skabe en rentabel forretning, der gør det.

Virksomheden, som Latta grundlagde, LP Amina, bruger ammoniakderivater kaldet aminer til at reducere forureningen fra kulværkernes skorstene, især svovloxider og nitrogenoxider. LP Amina sluttede sig til en række virksomheder, der i det første årti af dette århundrede gennemførte et program, der var afgørende for verdens fremtid: at rydde op i Kinas enorme og beskidte kulindustri.

Det er en monumental og presserende opgave. Kina er verdens største producent og forbruger af kul, der brænder omtrent lige så meget hvert år som resten af ​​verden tilsammen. Ifølge en undersøgelse første gang offentliggjort i det medicinske tidsskrift The Lancet 1,2 millioner mennesker dør hvert år for tidligt af luftforurening i Kina. Det handler om, at befolkningen i Dallas dør hvert år, mest på grund af kul. Luftforurening kan gøre storbyer som Beijing og Shanghai næsten ubeboelige, og de gigantiske kulminer i det indre har hærget tusindvis af kvadratkilometer.

En lastbil lastet med kul i Beijing sidste sommer.

Det er ikke en nyhed. Hvad der er mindre forstået, i det mindste i Vesten, er, at virksomheder som LP Amina stort set har haft succes, og regeringens indsats for at tøjle luftforurening fra kulværker gør fremskridt. Forureningsniveauet i mange af Kinas større byer faldt ifølge Greenpeace fra 2013 til 2014 og faldt med næsten en tredjedel i første kvartal af 2015. Niveauer af PM 2,5, de dødelige partikler, der bidrager til emfysem og andre luftvejssygdomme, faldt med 31 procent i Hebei-provinsen, som omfatter hovedstadsområdet Beijing, ifølge regeringstal indsamlet af miljøgruppen. Himlen over Beijing, Shanghai og Shenzhen – de kystnære megabyer, der er hårdest ramt af kulsmog – er ikke just blå, men de bliver mindre grå. LP Amina og dens konkurrenter er faktisk ved at blive ofre for deres egen succes. Vores forretning er bestemt langsommere - vi bliver halvt så store i år, som vi var sidst, siger Latta.

Forbedringerne er i høj grad kommet fra regeringens nedslag på afbrænding af kul til boligopvarmning og lukningen af ​​små, snavsede kulfyrede værker tæt på større byer. De skyldes også den udbredte anvendelse af scrubbere og anden antiforureningsteknologi, som længe har været standard i Vesten. Ifølge nogle skøn har tæt på 90 procent af kulværkerne i Kina nu grundlæggende forureningskontrol. Med hensyn til de konventionelle forurenende stoffer i røggas vil niveauet for overholdelse i Kina i 2020 være lig med USA eller Europa, siger Latta.

Det er en stor miljøpræstation, som ikke har fået nok opmærksomhed i den vestlige presse. Men det efterlader en dybere udfordring: drivhusgasser, som er upåvirket af scrubbere og andre bredt tilgængelige forureningskontrolteknologier. Hvis du tænker på alt, hvad der er sket indtil omkring 2013, som fase 1 af Kinas store kulrensning, så er vi nu i fase 2: omdannelsen af ​​kul til syntetisk naturgas eller syngas. At fortsætte med at reducere forureningen vil kræve, at landet tager vanskelige skridt, såsom at implementere kulstoffangst og væsentligt reducere brugen af ​​kul.

Det store spørgsmål er nu, hvad der sker med CO2? spørger Latta.

Kul-til-gas boom

Betydningen af ​​det spørgsmål bliver tydelig, når du turnerer kulindustrien i Shanxi-provinsen i det nordlige Kina nær grænsen til Indre Mongoliet, som jeg gjorde i 2014, mens jeg undersøgte min bog Kulkrige . Der, under højdedrag, der spores af rester af Den Kinesiske Mur, leverer hundredvis af små, beskidte kulminer stadig gigantiske kulfyrede anlæg, der hvert år bøvser millioner af tons kuldioxid ud i atmosfæren. Centralregeringens program for at lukke kulværker i øst, nær kysten, har ikke gjort meget ved dem i det indre. Faktisk er kulindustrien i vest og nord sat til dramatisk ekspansion i løbet af det næste årti, ifølge den seneste femårsplan.

Et satellitbillede af kulrelateret smog i det nordlige Kina i december 2013.

I Kinas kulrensning var årene fra begyndelsen af ​​2000'erne til omkring 2012 perioden med afsvovling - begrænsende frigivelse af konventionelle forurenende stoffer og PM 2.5, de ting, der dræber mennesker direkte. Vi er nu i forgasningens tidsalder.

Det refererer til processen med at omdanne fast kul til syngas, som består af brint, kulilte og kuldioxid. Syngas kan afbrændes for at producere elektricitet eller omdannes til petrokemikalier. Hvad der er lovende fra et miljømæssigt synspunkt er, at kulstoffet kan opfanges og fjernes, før gassen behandles, selvom syngasanlæg generelt ikke gør dette nu.

Det er ikke en ny teknologi – afskåret fra olieforsyninger i Anden Verdenskrig fremstillede nazisterne flydende brændstof fra kul via syngas for at holde deres jeeps og tanke kørende – men forgasning ses nu som den umiddelbare vej frem for Kinas belejrede kulindustri. Regeringen har annonceret planer for snesevis af kulforgasningsanlæg på tværs af Indre Mongoliet og Shanxi og Xinjiang-provinserne; de forventes at levere flydende brændstof til køretøjer, ethylen til petrokemiske anlæg og andre produkter. Ifølge Energistyrelsen vil produktionen nå op på 50 milliarder kubikmeter syngas om året i 2020. Det ville være 25 gange mere end 2014-produktionen.

Regeringsstøtte, sammen med stigende efterspørgsel efter syngasderivater, drev et landrush, der startede i 2005, da store statsejede virksomheder brød vej på ekspansive og hastigt udtænkte kul-til-gas-anlæg. Det første boom var en episk fiasko, ifølge Bobby Wang, produktmarkedsføringsleder for forgasning hos GE Power & Water i Kina. De tidlige anlæg var ude af stand til at konkurrere med produkter fremstillet af billig naturgas i Mellemøsten.

Vanviddet har givet plads til en mere afmålt tilgang. Nu har kinesiske energiselskaber, inklusive de store kulleverandører, dannet joint ventures med GE og mindre amerikanske virksomheder, såsom LP Amina, Synthesis Energy Systems og Summit Power, for at bygge økonomisk levedygtige anlæg beregnet til at levere syngas til elproduktion, petrokemikalier, varme til industrielle processer med mere. Til sidst vil kedlerne til at producere elektricitet i disse anlæg bruge integreret forgasning kombineret cyklus (IGCC) teknologi, den mest effektive måde at forgasse og brænde kul på. Når først disse avancerede forgassere låser op for kulbrinterne fra mineralkul, siger Jason Crew, administrerende direktør for Seattle-baserede Summit Power, kan du gøre alle mulige ting, herunder rense kulstoffet.

Imidlertid ville mange af de kul-til-gas-anlæg, der skal spændes på tværs af Kinas tørre nordlige og vestlige provinser, brænde brunkul, det lavkvalitets brunkul, der er rigeligt i hele Kina og Sydøstasien - hvilket for miljøforkæmpere er den slags beskidt, lav- energibrændstof, vi burde efterlade i jorden. Og de miljømæssige fordele ved kulforgasning er omstridte: ifølge en rapport fra Greenpeace, som så på hele livscyklussen for forgasning fra minedrift til slutbrug, kan Kinas kul-til-gas-program tilføje millioner af tons kuldioxid til atmosfære i løbet af det næste årti, hvilket sætter kulstofreduktionsmålene beskrevet i klimaaftalen fra november 2014 mellem Barack Obama og den kinesiske præsident Xi Jinping langt uden for rækkevidde.

Ikke desto mindre søger en række velfinansierede binationale F&U- og demonstrationsprojekter at få kul-til-gas-anlæg til at udspyde mindre kulstof.

Den kinesiske regering har slået ned på brugen af ​​kul til boligopvarmning.

Et af disse projekter er ikke planlagt for Indre Mongoliet, men for det vestlige Texas olieområde. Støttet af et tilskud på 450 millioner dollars fra det amerikanske energiministeriums Clean Coal Power Initiative, ville Texas Clean Energy Project kombinere et 400 megawatt IGCC-anlæg med et anlæg, der producerer urinstof til gødning, plus et kulstoffangningssystem, der ville fjerne 90 procent af den producerede kuldioxid (ca. to millioner tons om året) og bruge den til øget olieudvinding i oliebrøndene i Perm-bassinet. Sammen med Summit Power omfatter de deltagende virksomheder Siemens, CH2M Hill og en ingeniør- og konstruktionsenhed i den statsejede energigigant China National Petroleum Corporation. Forventet at koste mere end 1,7 milliarder dollars, ville Texas-projektet være det mest avancerede kulværk, der nogensinde er bygget.

Det nye i det, vi laver, er, at CO2-opsamlingen er et biprodukt af processen - i bund og grund gør du det gratis, siger Latta.

Det er et rosenrødt scenarie, og det er sandsynligvis stadig årtier væk. Faktum er, at de fleste kulstoffangstprojekter til kulværker er gået i stå eller er blevet opgivet. GreenGen, en berømmet IGCC-prototype i Tianjin, der blev tænkt som landets første storstilede kulstoffangstanlæg, har været plaget af flere forsinkelser i løbet af sin 10-årige historie og blev for nylig reduceret. Selvom Texas-projektet lykkes, vil det kun være en levedygtig model nogle få steder, hvor der er efterspørgsel efter det opfangede kulstof. Og tidligst vil prototypeanlægget først stå færdigt i 2018. I sidste ende kan den mest sandsynlige måde for Kina at fortsætte sine fremskridt med forureningskontrol være simpelthen at brænde mindre kul.

Overraskende sving

I USA er andelen af ​​el produceret fra kul faldet til under 40 procent og vil sandsynligvis blive ved med at falde, fordi billig naturgas er så rigeligt. Udsigten til en lignende reduktion i Kina virkede indtil for nylig fjern.

Det er bemærkelsesværdigt, at takket være en aftagende økonomi, et skift mod lettere, mindre energiintensive industrier og et undertrykkelse af små, uautoriserede kulbrændere faldt kulforbruget i Kina næsten 2 procent i 2014, ifølge Institute for Energy Economics and Financial Analysis, selvom økonomien voksede med 7,4 procent - det første fald i årtier. En Greenpeace-rapport udgivet i maj viste, at kulforbruget faldt 8 procent i de første fire måneder af 2015 sammenlignet med samme periode året før. Hvis denne tendens fortsætter for hele året, vil det repræsentere den største registrerede år-til-år reduktion i kulforbrug og CO2 i noget land. Som den amerikanske skifergasrevolution viser, kan dramatiske udsving i energiforbruget ske pludseligt og uventet. At hælde milliarder i dyre, futuristiske rene kulværker kan ende med at se, for fremtidige energihistorikere, ud som at kaste gode penge efter dårlige.

Argumentet, som kulindustrien altid forsøger at fremsætte, er at tegne et billede, hvor kul er afgørende for økonomisk vækst, siger Bruce Nilles, programdirektør for Sierra Clubs Beyond Coal-kampagne. Det plejede de at sige om USA, og nu går tingene hurtigt i den anden retning. Nu er deres sidste gisp at forsøge at skabe en følelse af uundgåelighed, at kul vil blive brændt i yderligere 50 år i udviklingslande som Kina. Men det er baseret på falske præmisser.

Denne historie blev opdateret den 24. juli for at rette et skøn over mængden af ​​jord, der er blevet påvirket af kulminedrift og kulfyret elproduktion i Kina. Den læser nu tusinder af kvadratkilometer i stedet for millioner.

skjule