40多年来,企业一直在科罗拉多州西南部钻探二氧化碳。时间和地质共谋陷阱一个巨大的泡沫钻孔机利用的二氧化碳,和管道建成温室气体到西德克萨斯的油田。当冲刷与二氧化碳,这些年龄井涌出更多的石油,大部分的二氧化碳永久困在它的新家在德克萨斯州。
最近,钻孔机有了杰克逊穹顶,杰克逊下近三英里,密西西比州,在被困的口袋里的二氧化碳为类似使用。它叫做强化采油。现在有一个新的来源的二氧化碳上网在密西西比州——发电厂燃烧气化煤Kemper县,将生产电力和捕获二氧化碳通过60到2015年,并将其发送给管道油田南部的状态。
密西西比项目使用一个化石燃料燃烧排放的帮助带来更多的化石燃料的地面——不到理想的解决气候变化的问题。但提高石油复苏可能会制造更多的重要一步广泛使用的一种技术,可以应对气候变化的关键——二氧化碳捕获和存储,或CCS。
作为全球使用煤炭持续增长——从2000年到2020年煤炭消费量预计将翻一番很大程度上是由于中国和印度的需求——一些科学家相信CCS技术的广泛应用可以关键任何希望将全球平均气温上升限制在2摄氏度,避免严重气候破坏阈值。毕竟,煤炭是最肮脏的化石燃料。
“化石燃料不会很快消失,”约翰·汤普森说,化石燃料过渡项目主任非盈利的清洁空气任务小组。“如果我们认真防止全球变暖,我们要找到一种方法来使用这些燃料的碳进入大气中。似乎是不可想象的,我们能做的,如果没有大量的碳捕获和存储。问题是我们如何将它部署在时间和成本效益的方式在许多国家吗?”
的规模最大的挑战之一,潜在需求从老化油田二氧化碳从燃煤电厂是巨大的。
“为什么花这么多时间和精力想出解决方案,并不是真正的解决方案?”一位评论家说。
汤普森估计采油最终可能总共消耗330亿吨的二氧化碳,相当于美国所有的二氧化碳污染发电厂几十年。汤普森和其他分析师观点等大规模提高原油采收率的重要阶段的部署CCS技术而开发替代化石燃料。
“在短期内,为了发展这项技术,我们可能会使更多的使用碳氢化合物,这使得人们环保意识不舒服,”克里斯琼斯说,一位化学工程师致力于二氧化碳捕获在乔治亚理工学院。“但这是一个必要的件我们要做的技术,学习如何让它更高效。”
同时,二氧化碳捕获和存储不像锁一样简单碳地下深处。琼斯指出,这个过程将使化石燃料的使用,可能洗就保持全球变暖污染的大气中。还有人为地震的风险由于泵高压液体二氧化碳地下或意外的释放所有发现回到大气中。
“任何解决方案,不需要空气中的二氧化碳,原则上,不可持续的,”物理学家彼得·艾森伯格说,哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的工作方法,把二氧化碳从天空而不是烟囱。他指出,仅仅是避免二氧化碳污染是不够的,将创建政治powerhouses-heirs派别的能源公司将巩固这种不可持续的技术”为什么花这么多时间和精力和聪明才智提出解决方案,并不是真正的解决方案?”他补充道。
但强化采油的扩张仍是日益加剧的主要战线努力更广泛采用CCS技术,降低它的价格,目前部署的主要障碍。需要二氧化碳存储超出中国和美国,世界上两个最大的污染者。在世界范围内,超过350亿吨的二氧化碳每年被倾倒到大气中,几乎所有的燃烧煤炭、石油和天然气。抑制全球变暖2摄氏度的目标,超过100的CCS项目每年减少2.7亿吨的二氧化碳污染必须建立到2020年,根据国际能源机构。但只有60目前计划或提议,只有21实际建造或操作。
其中包括Kemper设施和其他燃煤发电厂,但也是一个CCS项目在建在伊利诺斯州的一个乙醇精炼厂。一组由荷兰皇家壳牌(Royal Dutch Shell)是建筑技术来捕获二氧化碳污染在阿尔伯塔省油砂业务,在萨斯喀彻温省,加拿大12亿美元的项目改造一个CCS技术的大型火力发电厂预计将在今年晚些时候开放。有34个提议或操作北美以外的CCS项目,大多数在亚洲和澳大利亚。但欧洲国家像德国回滚计划采用CCS因为公众的反对,放弃欧洲项目的数量从2011年的14个计划五到2014年,根据全球CCS研究所。
IPCC建议CCS电厂可以证明努力抑制全球变暖的关键部分。
这可能与欧盟的公开冲突的意图帮助对抗气候变化。联合国政府间气候变化专门委员会今年早些时候表示,碳捕获和储存在发电厂可能是一个关键的一部分,任何认真努力抑制全球变暖。“我们依靠删除大量的二氧化碳从大气中为了使浓度远低于450年的2100(首次公布新油品标准),“Ottmar Edenhofer说经济学家波茨坦气候影响的研究政府间气候变化专门委员会的第三工作组的联合主席,这是负责找出缓解气候变化的方法。最终,他说,让全球气温升高2度没有任何CCS需要逐步淘汰化石燃料完全在“未来几十年”。
然而,从2007年到2013年,全球煤炭消耗量从64亿增加到74亿吨,和煤炭使用继续上升。尽管太阳能和风能等可再生能源的迅速增长,他们这样做从一个非常小的基地,许多能源分析师认为,这将是几十年才能取代化石燃料。建设核电站的时间和费用,公众的反对,也阻碍了低碳技术取代煤燃烧的能力。和生物燃料或电动汽车保持很长一段路从取代石油运输。
奥巴马政府希望鼓励发展二氧化碳捕获和使用或储存。新规则环境保护署的要求在发电厂排放量减少30%到2030年可能刺激CCS技术的发展。NRG能源已经与一家日本公司合作添加二氧化碳捕获到一个燃煤发电厂休斯顿附近和使用管道将捕获的污染附近的油田。称为佩特拉诺瓦,10亿美元的CCS项目是最新的一系列19二氧化碳捕获项目进行中或提议在美国
合作伙伴公司NRG能源和增加碳捕获休斯敦附近的燃煤发电厂。
大部分的二氧化碳捕获和存储实验可能很快转移到中国,世界最大的二氧化碳排放国。中国和美国政府有合作协议的开发技术,包括中国电力公司华能和美国公司之间的合作峰会等权力,这是德州西部地区发展CCS电厂。在中国,期待已久的绿色煤电发电厂在天津还在建设中,将捕获二氧化碳为中国自己的努力提高原油采收率。但展望未来,CCS的费用可能使技术更加不快在像中国这样的发展中国家,它还计划将煤炭转化为液体燃料——这一过程,从气候的角度来看,甚至比直接燃烧的岩石。
捕获二氧化碳的技术相对简单,自1930年代以来一直在使用。例如,可以捕获二氧化碳从燃煤发电厂的烟囱,天然气发电厂,甚至工厂通过路由烟气通过胺化学浴,结合二氧化碳。然后加热化学释放二氧化碳。二氧化碳是加压,将它转换为一个液体,液体,然后通过管道输送到一个适当的存储站点。这些包括地下地质结构,如砂岩或盐碱含水层,但还老油田,在小孔二氧化碳取代石油的岩石上留下的传统方法,部队到表面。美国百分之六的石油已经来自使用提高原油采收率,这一数字将增加,根据美国能源信息管理局。
不过,CCS面临的经济和技术挑战是艰巨的。负责建设项目的二氧化碳捕获与封存示范在西维吉尼亚州的登山家发电厂被抛弃,因为没有人愿意付钱。旁边的硬件坐在未使用笨重的发电厂的烟囱和冷却塔。
从烟囱捕获二氧化碳的挑战是成本超过倾销到大气中。
从烟囱捕获二氧化碳的终极挑战是成本不仅仅是倾销到大气中。分析人士说,最简单的方式来鼓励更少的污染和更多的二氧化碳捕获是收费的特权排放二氧化碳征收碳排放税。二氧化碳的价格,如果足够高,可能使捕获温室气体看起来便宜。
即使这一政策发生变化,存储所有的二氧化碳的问题依然存在,包括担心二氧化碳可以逃回大气层或引起地震。在阿尔及利亚,测试存储近400万吨二氧化碳注入地下气体后停止了上覆岩层断裂。担忧这样诱导地震活动或意外释放的二氧化碳阻止了CCS计划在欧洲,关注如何保证存储二氧化碳保持了几千年。
但存储二氧化碳地下工作,如挪威的斯莱项目在北海。斯莱,于1996年开始捕获和储存二氧化碳,超过1600万吨的CO2在海底砂岩地层;这个项目是由挪威的碳税。和世界各地,潜在的存储资源是巨大的。美国估计有4万亿吨二氧化碳的形式存储容量多孔砂岩或咸水含水层,根据美国能源部。
哥伦比亚大学的科学家们拉蒙特-多尔蒂地球观测站和其他地方正在调查是多么巨大的存储潜力海底。海洋地球物理学家大卫·戈德堡拉蒙特,提出液体二氧化碳注入的近海和注入无处不在的玄武岩地层发现世界上许多的海岸线。与水混合时,二氧化碳会渗金属的玄武岩,形成碳酸盐粉笔,戈德堡解释道。
“整个CCS练习的目标是二氧化碳,挥发性,并把它在固体形态,它将永远保持锁了起来,”他补充道。Goldberg计算,只是这样的一个山脊社交网站运行南北的长度大西洋理论上可以存储所有人类过量的二氧化碳的排放。“神奇的海洋是你远离人群,远离财产。”
也有玄武岩在陆地上。在冰岛的一次实验中,超过80%的二氧化碳注入与周围的玄武岩和转换为岩石在不到一年的时间。在华盛顿州的一个类似的实验取得了类似的结果。
最后,下车化石燃料完全控制二氧化碳污染的唯一途径。但在这之前,CCS可能避免灾难性的气候变化是至关重要的。“最终,我们需要一个恒温器在这个星球上,“Lackner克劳斯说,哥伦比亚大学的物理学家正致力于把温室气体直接从空气中而不是从烟囱捕捉它。“我们需要控制二氧化碳。”
纠错:2014年9月9日以前版本的这篇文章讲述的二氧化碳量存储容量在多孔砂岩或咸水含水层在美国;这是4万亿吨。