211service.com
Oprydning på beskidt kul
Den industrielle boomtown Dongguan i det sydøstlige Kinas Pearl River Delta kan snart være vært for et af landets mest sofistikerede kraftværker, et der bruger en ukonventionel kulforgasningsteknologi til at få det mest beskidte kul til at opføre sig som rentbrændende naturgas. Dens udviklere, Atlanta-baseret hjælpeprogram Sydlige Kompagni og Houston-baseret ingeniørfirma KBR , annoncerede licensaftalen med Dongguan Power and Chemical Company i denne måned.
Billig kul: Dette demonstrationsanlæg i Wilsonville, AL, bruger en transportforgasser til at omdanne to tons billigt kul af lav kvalitet i timen til en rent brændende gas. Et anlæg baseret på lignende teknologi er planlagt til Kina.
Dongguan Power planlægger at implementere forgasningsordningen på et eksisterende 120 megawatt naturgasfyret kraftværk, der gør det til et integreret forgasningsanlæg med kombineret cyklus (IGCC), der bruger billigt, fugtfyldt brunkul. Eftermonteringen skulle være i drift i 2011. Det vil give dets udviklere en demonstration for at afgøre, om teknologien vil fungere i større IGCC-anlæg, og om det er en proces, der er egnet til at integrere kulstoffangst- og -lagringsteknologi, ifølge John Thompson, direktør for Coal Overgangsprogram for Ren luft Task Force , et nonprofit miljøkonsulentfirma med base i Boston. De vil gerne vise, at det her virker, siger Thompson.
Southern og KBRs forgasningsdesign kan bruge beskidt kul, fordi det sammenlignet med andre forgasningsreaktorer bruger en relativt langsom lavtemperaturproces. Konventionelle forgassere, såsom General Electric's og Shell's, er afhængige af temperaturer omkring 1.500 ºC for at omdanne fint formalet kul til en brændbar blanding af carbonmonoxid og brint kendt som syngas. Desværre smelter sådanne temperaturer aske og andre mineralske forurenende stoffer i kullet og danner en glasagtig slagge, der til sidst æder sig igennem de keramiske fliser, der beskytter reaktorernes stålvægge. Selv reaktorer, der anvender kul af høj kvalitet, skal tages ud af drift for montering af nye fliser mindst hvert tredje år. De er således dårligt tilpasset til kul af lavere kvalitet, der ville producere flere gange mere slagge.
Dongguans forgasser vil omgå disse problemer ved at operere ved kun 925 ºC til 980 ºC, under forureningssmeltetemperaturen, forklarer Randall Rush, Southern Companys general manager for forgasningssystemer. Kul forgasser ikke desto mindre fuldstændigt ved disse lavere temperaturer, fordi det bruger dobbelt så lang tid i Southern og KBRs proces.
Teknologien er en tilpasning af den fluidiserede katalytiske krakning, der er brugt i raffinaderier siden 1940'erne, og som behandler olie ved at transportere den rundt i en løkke sammen med faste katalysatorpartikler. I forgasningsreaktoren transporteres det tilførte tilførsel af frisk kul med en sløjfende strøm af faste kulforureninger, primært aske. Den varme masse driver det meste af kulets energiindhold væk som syngas. De faste stoffer, der er tilbage, slutter sig blot til strømmen.
Southern og KBR begyndte at designe teknologien i 1988 og startede med støtte fra det amerikanske energiministerium en demonstrationsreaktor i Wilsonville, AL, i 1996, der kan forgasse to tons kul i timen. For fire år siden redesignede de det og inkorporerede det, de havde lært på Wilsonville. Rush siger, at resultatet vil være et forholdsvis pålideligt og overkommeligt IGCC-design. I mangel af slagger bør en reaktors keramiske foring holde 10 til 20 år, siger Rush.
Teknologien er attraktiv for Dongguan Power, fordi den kan bruge kul, der er billigere og mindre ønskværdigt. Præsentationer fra firmaet bemærker, at en fordobling af brændstofomkostningerne mellem 2004 og 2006 eliminerede virksomhedens overskudsgrad. Og mens Dongguan Power oprindeligt bestilte en reaktor fra Det kinesiske videnskabsakademis Institut for Teknisk Termofysik , som byggede en demonstrations-skala transportforgasser sidste år, har firmaet nu valgt KBR og Southerns design.
Dongguan satser på, at dets IGCC-anlæg bliver en standard for Kina, da landet slår ned på emissioner, og det har allerede lagt planer for et 800 megawatt-anlæg. Begge projekter afventer godkendelse af Kinas Nationale Udviklings- og Reformkommission, som kontrollerer de økonomiske incitamenter, der er nødvendige for at dække de højere omkostninger ved et IGCC-anlæg - omkring det dobbelte af prisen på et pulveriseret kulanlæg. Agenturet har kun godkendt ét af omkring et dusin IGCC-projekter, der er foreslået til dato - GreenGen-projektet på 250 megawatt under opførelse i Tianjin.
IGCC'er kunne komme hurtigere i gang i USA takket være et carbon cap-and-trade-system, som kongressen overvejer. Det vil sige, hvis det går igennem og kan presse kulstofpriserne højt nok . Southern Company-datterselskabet Mississippi Power Company har ramt en protestmur med et forslag om at bygge en 582 megawatt IGCC-anlæg i Kemper County, MS , forud for dette prissignal. Mississippi Powers anlæg ville opfange 65 procent af dets kuldioxidemissioner, hvilket giver det brunkulsfyrede anlæg et kulstofaftryk, der kan sammenlignes med naturgas. Det løfte indtjente $2,2 milliarder-projektet $403 millioner i føderale tilskud og skattelettelser.
Thompson, ved Clean Air Task Force, argumenterer for, at både Dongguan- og Kemper-projekterne skal gå videre, fordi de giver et middel til at kontrollere kulstofemissioner fra kul. Han siger, at miljøforkæmpere bør erkende, at kulforbrug på verdensplan ikke forsvinder på et øjeblik, hvilket gør kulstoffangst afgørende for at opnå de meget store reduktioner i drivhusgasemissioner, der kræves i de kommende årtier for at minimere de økologiske virkninger af globale klimaændringer.
Hvis nye teknologier til at tæmme CO2-emissionerne fra kul ikke snart bliver udbredt bredt, går alt, hvad miljøbevægelsen har forsøgt at opnå i det sidste århundrede, ud af vinduet, siger Thompson. Hvis CCS ikke er udbredt, er det slut.