煤的未来：以清洁的名义

 

它们能被封存多久？一些自然沉积的二氧化碳已经在存储地封存了数百万年之久。实际上，有些二氧化碳还被开采出来卖给石油公司。但如果二氧化碳大规模外泄，那么这将会对人和动物造成致命危险，尤其是当二氧化碳被集中封存在密闭空间中时。不过，科学家认为，灾难性外泄的可能性微乎其微。

 

他们担心的是长期的少量外泄，因为这将会使整个计划失去意义。斯坦福大学地球物理学家马克·泽贝克（Mark Zoback）和史蒂文·格雷里克（Steven Gorelick）认为，如果存储地的岩层易碎且存在断层——在他们看来，大多数存储地都是如此，那么注入二氧化碳可能会引发小规模地震，而即便地震没有引发其他灾害，也可能会造成上方页岩断裂，致使二氧化碳逃逸。泽贝克和格雷里克认为，碳存储是一个“成本高昂且充满风险的策略”。但即便是他们，也认为碳可以有效地存储在某些地点，比如北海的斯莱普耐尔气田。在过去的17年里，挪威国家石油公司（Statoil）每年把大约100万吨的二氧化碳注入到海底之下约半英里处的富含盐水的砂岩层中。由于这里岩层的空间非常大，即便注入如此多的二氧化碳也没有提高它的内部压力，而且也从未出现过地震或外泄迹象。

 

欧洲研究人员预计，北海海底可以储存欧洲所有电厂运营100年所排放的二氧化碳。据美国能源部表示，美国地下也有类似的“深盐水层”，足以存储全美电厂运营超过1000年所产生的二氧化碳。

 

挪威国家石油公司注入斯莱普耐尔气田的二氧化碳不是燃烧的产物，而是它从海底钻取的天然气中所含的不纯成分。在将天然气输送给客户之前，公司必须先把里面的二氧化碳分离出来。过去，它都直接把这些不纯物质排到大气中。但从1991年起，挪威开始征收碳税，目前税率约为每吨65美元，而挪威国家石油公司只要付出17美元，就能将二氧化碳再次注入到海底之下。因此，在斯莱普耐尔，碳储存比碳排放要便宜得多，而这也正是挪威国家石油公司投资该项技术的原因。时至今日，它的天然气业务仍保持着丰厚利润。

 

燃煤电厂的情况就不同了。二氧化碳是从烟囱中排放出来的混合气体的一部分，而且电力公司并没有捕获它的经济诱因。正如登山者电厂的工程师所发现的，在任何有关碳的捕获和储存计划中，捕获都是成本最高的一环。在登山者电厂，二氧化碳吸收系统占地14英亩，整个装置相当于一栋十层楼高的公寓，但即便是如此规模，它所捕获的也只是极少量的碳。吸收剂必须加热才能释放出二氧化碳，而二氧化碳还必须经过高度压缩才能存储。这些能源密集型的程序导致了工程师所谓的“附加载荷”：若想捕获燃煤电厂排放出的全部碳，可能要耗费总能源产出的30%。

 

减少这种高昂成本的方法之一就是在煤炭燃烧之前先把它气化。气化不仅可以提升发电效率，而且还便于分离二氧化碳。在美国密西西比州的肯珀县，就有这样一座正在兴建的电厂。该电厂已将二氧化碳的捕获纳入设计之中，所以在燃烧之前，煤炭会先进行气化处理。

 

就现存的电厂而言，它们通常是为燃烧粉煤而设计的，所以就得另寻他途。构想之一是，在纯氧而非一般空气中燃烧煤炭，这样产生的烟气成分相对单一，便于分离二氧化碳。在美国能源部位于西弗吉尼亚摩根敦的国家能源技术实验室，研究员杰奥·理查兹（Geo Richards）正在研发该技术的高阶应用。

 

理查兹说，由于从空气中制造纯氧的成本非常高昂，所以他使用铁等金属捕获空气中的氧，然后再把氧输送到燃煤区。从理论上讲，化学链可以大大降低碳捕获的成本。

 

在过去超过25年的研究中，理查兹一直在寻求更有效的捕获碳的方法。但几十年来，看着政客和公众在气候变化问题上的不断争论，有时他也会想未来自己的解决方案会不会真正派上用场。相比于现实中的电厂，他这个试验中的碳捕获系统小得不成比例。“从事我们这个行业，”理查兹说，“你得是一个乐观主义者才行。”

 

在今日的西弗吉尼亚州，随着美国电厂开始采用天然气，有着上百年历史的煤矿纷纷关闭。在美国，由于天然气价格已几乎降到历史低点，煤炭似乎已经成为明日黄花，因此投资发展先进的煤炭技术似乎有些不合时宜。但在中国的榆林市，人们的看法却不一样。

 

榆林位于陕西省，坐落在内蒙古鄂尔多斯(600295,股吧)盆地东缘，距北京约500英里。有着300万人口的榆林虽然气候条件恶劣，但却拥有丰富的矿产资源，其中就包括中国储量最大的几个煤矿区。在这里，煤被认为是一种推动经济发展的燃料。

 

榆林周围的沙质高原上矗立着一根根高耸的燃煤烟囱，庞大的煤炭加工厂以及驻厂员工的宿舍在沙漠中绵延数公里。虽然煤为中国提供了大约80%的电力，但它的用途却不止于此。由于储量丰富，它还被用来制造数十种工业化学品和液态燃料。 【版权声明】本网为公益类网站，本网站刊载的所有内容，均已署名来源和作者，仅供访问者个人学习、研究或欣赏之用，如有侵权请权利人予以告知，本站将立即做删除处理（QQ：51999076）。