צמחים טבעיים של גז ופיתוח של טכנולוגיות פחמן-נוטרליות

התפקיד המשוכלל של גז טבעי בעתיד פחמן-ניטראלי

צמחי כוח גז טבעיים תופסים עמדה מרכזית במעבר האנרגיה הגלובלית.הם מאופיין לעתים קרובות כ"דלק גשר" כי הם פולטים בערך חצי דו-חמצני (CO2) של צמחים מכווצים בפחם כאשר הם מוצצים לדור החשמל.פרופיל פחמן נמוך זה, בשילוב עם גמישות התפעולית המאפשרת עלייה מהירה כדי לעמוד בביקוש מחלחל, הופכת את הגז הטבעי לשותף אטרקטיבי עבור מקורות אנרגיה מתחדשים כגון רוח השמש ו-202F23, בעוד שעדיין מסתמך על אנרגיה מתחדשת (כלומר, לעומת 2, לעומת 2FD) באופן מהיר של אנרגיה מתחדשת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת 2, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת 2, לעומת זאת, לעומת 2, לעומת 2.

עם זאת, הרעיון של "גשר" מרמז כי גז טבעי הוא פתרון זמני בדרך למערכת מחוסמנת לחלוטין.הבעירה של גז טבעי עדיין משחררת כמויות משמעותיות של CO2 - עלייה של 50-60% פחות מפחמן על בסיס חד-חמצני, אך עדיין הרבה יותר מדי כדי לעמוד ביעדים של פליטת גז נטו אפס שאומות התחייבו תחת הסכם פריז כדי ליישב את המתח הזה, ולקדם את המהנדסים של פחמן-חמצני לפני שעדיין לא-חמצני, או ליישבים מתקדמים, או לפחמן, או ליישבים, יש צורך, או ליישבים, יש צורך בתעשיית הדלק הנוכחי, אם זה, אם כן, יש צורך, יש צורך במהירויות פחמן-חמצני, אם זה, או ליישבומטרדמן, אם כן, יש צורך, יש צורך, יש צורך, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, יש צורך, יש צורך, יש צורך במהירויות פחמן-חמצני, יש צורך, עד כה הרבה יותר מדי, אם כן, עד כדי להחליף את רוב הזמן, אם כן, כדי להחליף את רוב הזמן, אם כן, אם כן, אם כן, כדי לעמוד במהירויות של גז טבעי של גז טבעי של פחמן-פחמן-פחמן-חמצני, אם כן

כיצד פועל כוח גז טבעי

מחזור פשוט מול מחזור משולב

צמחי כוח גז טבעיים מגיעים בשתי תצורה ראשונית: מחזור פשוט מחזור משולב מחזור טורבינות גז פשוטה (SCGT), האוויר דחוס, מעורבב עם גז טבעי, והציתו.גזים הממצה החמים ספיןב טורבינות המחוברת גנרטור, ייצור חשמל. SCGTs הם זולים יחסית כדי לבנות ויכולים להתחיל תוך דקות, מה שהופך אותם אידיאליים עבור הביקוש לפסגה, בדרך כלל בטווח התרמי שלהם מ -30% עד לדלקים של 40%, כמו דלקים של 40%.

טורבינות גז משולב (CCGT) צמחים יעילים הרבה יותר, השגת יעילות תרמית של 60% או יותר. ב CCGT, הממצה החמה של טורבינת הגז מודרך גנרטור אדים חום (HRSG), אשר מייצרת קיטור.זה אז מניע טורבינות אדים נפרדת, תמצית חשמל נוסף ללא דלק נוסף.

פרופיל

כאשר גז טבעי נשרף, מוצרי הבעירה העיקריים הם CO2 ו-UV מים בהשוואה לפחם, אשר גם משחררים sulfur דו-חמצני (SO2), תחמוצות חנקן (NOx), וחומר COapiculate, גז טבעי הוא נקי יותר באופן משמעותי על פי פליטת גזי חממה של 80 ק"ג (FLT) של 20 שעות, לעומת אספקת גז טבעי של 2 ק"מ לעומת אספקת פחמן -2 ק"מ) לעומת תקופה של פחמן -2 ק"מ, לעומת אספקת פחמן -2 ק"מ, לעומת אספקת פחמן -2 ק"מ -2 ק"מ - לעומת אספקת פחמן - לעומת אספקת פחמן - לעומת אספקת פחמן חזקה יותר מ- 2 ק"מ -2 ק"מ -2 ק"מ - לעומת תקופה של פחמן -2 שעות ביממה, לעומת אספקת פחמן - לעומת אספקת פחמן -2 ק"מ - לעומת אספקת פחמן - לעומת טווח יעיל יותר מ- 2 ק"מ -2 ק"מ - לעומת אספקת פחמן - לעומת אספקת פחמן -2 ק"מ - לעומת אספקת פחמן - לעומת אספקת פחמן -2 ק"מ -2 ק"מ -2 ק"מ -2 ק

השפעות סביבתיות: Beyond CO2

בהתייחסות לטביעת הרגל הסביבתית המלאה של צמחי כוח גז טבעי דורש להתמקד לא רק על CO2 מבעירה, אלא גם על דליפות מתאן הזרם, שימוש במים, והשפעות הקרקעיות.תהליך של fracking הידראולי (fracking) כדי לחלץ גז טבעי העלה חששות לגבי זיהום מים קרקעיים ונפיחות מוגברת של מים.

אתגר נוסף הוא האופי לסירוגין של אנרגיה מתחדשת.צמחי גז טבעיים לעתים קרובות מוגדלים ולמטה לפצות על הזמינות של הרוח והשמש.זה רכיב אופניים מוריד את היעילות של CCGTs ומגביר את פליטות למגוואט-שעה בהשוואה להפעלה יציבה של המדינה. יתר על כן, ללבוש ודמיע על טורבינות מתדירות מתחילה להגדיל את עלויות התחזוקה וקיצור חיי צמחים.

נתיבים לגז טבעי פחמן-ניטראלי

אסטרטגיות מסוימות נמצאות בפיתוח כדי להפחית או לחסל את פליטת הפחמן נטו מתחנות כוח גז טבעי.גישות אלה אינן מסתמכות על חיסול גז טבעי לחלוטין, אלא להתמקד בלכידת CO2 המיוצר או החלפת הדלק עם אלטרנטיבה אפס פחמן.

לכידת פחמן ואחסון (CCS)

לכידת פחמן ואחסון היא השיטה הישירה ביותר לייצור צמחי גז טבעיים פחמן-ניטרלי. CCS כולל שלושה שלבים עיקריים: לכידת CO2 מהזרם הממצה של תחנת כוח, דחוס אותו למצב דמוי נוזלי, וזריקתו לתוך היווצרות גיאולוגי עמוק כגון שמן מרוקן ומאגר גז או חבלה על אקוויפרים לאחסון קבוע.

ה-FLT:0) GlobalSig InstituteFLT:1 מדווח כי נכון ל-2023, היו 30 מתקני CCS מסחריים ברחבי העולם, עם יכולת לכידת כוללת של יותר מ- 45 מיליון טון של CO2 בשנה, בעוד שרוב המתקנים הללו קשורים לעיבוד גז טבעי או תפעול תעשייתי, כמה תחנות כוח - כגון מתקן סכר ברומרי בקנדה (שמשתמשים) ו-Plaaanananananananananananananananananananananatretre (S) הוא פרויקט גז טבעי, אשר תוכנן על ידי תחנת דלק יחיד, שטח, שטח שטח, שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח של שטח של שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח של שטח של שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח של שטח של שטח של שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח של שטח שטח שטח שטח שטח שטח C2, שטח שטח שטח שטח שטח שטח של שטח של שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח של שטח של שטח C2, כולל שטח C2, שטח שטח שטח שטח שטח שטח שטח של שטח שטח שטח שטח שטח שטח C2, כמו שטח שטח שטח

מבחינה טכנית, CCS יכול ללכוד 90-95% של CO2 מצמח כוח גז טבעי, אבל עונש האנרגיה הוא משמעותי.תהליך הלכידת עצמו צורך 20–30% מהתפוקה של הצמח, העלאת העלות של חשמל.התקדמות בכימיה של מפוכחת, הפרדה קרום, ובעירה של דלק אוקס-אוקס-דלק יכולה להפחית את מדיניות התמיכה הזו - כגון 45SQ, אשר מספקת אשראי ל-S עד 285 דולר כדי כך קריטי ל-.

הידרוגן כדלק

מסלול נוסף הוא החלפת גז טבעי עם מימן.כאשר מימן נשרף (או בשימוש בתא דלק), פליטה היחידה היא מים פנויים.עם זאת, היתרון הסביבתי תלוי לחלוטין על האופן שבו מיוצר מימן כיום.היום, הרוב המכריע של מימן נגזר גז טבעי באמצעות אדים מתאן רפורמה (SMR), תהליך המשחרר CO2 אלא אם הוא מצמד ל- CCS סוג זה של מימן לעתים קרובות נקרא מימן "מימן" אך הוא עדיין מתאן כחול" הוא עדיין הופך להיות נמוך יותר, אך הוא מכיל פליטה" (SMR), תהליך זה עדיין מכיל פחמן, אך הוא מכיל פליטהת פחמן כחול, אך הוא מכיל פחמן, אך ורק יותר, אך ורק יותר, אך הוא מכיל פחמן, אך הוא מכיל פחמן, אך הוא מכיל פחמן כחול, אך הוא מכיל פחמן, אך הוא עדיין פחות חזק יותר, אך ורק עם זאת, תהליך שמוסיף פחמן כחול, אך הוא מכיל פחמן, תהליך שמשחרר CO2, אך הוא מכיל פחמן, אך ורק עם זאת, אך הוא מכיל פחמן כחול, אך ורק עם זאת, אך הוא מכיל פחמן, אלא אם הוא מכיל פחמן, אלא אם הוא מכיל פחמן, אלא אם הוא מכיל פחמן, אלא אם הוא מכיל פחמן, אך ורק אם הוא עדיין מכיל פחמן כחול, תהליך שמשחרר CO2, אלא אם הוא מכיל

מימן ירוק, המיוצר על ידי אלקטרוליטיזה של מים באמצעות חשמל מתחדשים, הוא לחלוטין ללא פחמן מהייצור לשימוש.העלות של מימן ירוק נפלה באופן דרמטי - מ -10 דולר לקילוגרם לפני עשור עד 4-6 דולר לקילוגרם היום - אבל זה נשאר 2 עד שלוש פעמים יותר יקר מאשר מימן.

הגדלת מימן למפעלי כוח גז טבעי היא אפשרית באמצעות כפייה משותפת (בכפוף ל-20% מימן על ידי נפח ללא שינויים גדולים) או על ידי טורבינות רטרו-מינג'ר עבור יצרני גז טהורים - כולל GE, סימנס, ומיקומישי - כבר פיתח מודלים עמידים של מימן ודלק טבעי.

לכידת אוויר ישירה והודעות שליליות

גם עם CCS או מימן, כמה פליטות שאריות של תחנות כוח גז טבעי עשויים להישאר. כדי להשיג אפס נטו, או אפילו פליטות נטו-שליליות, פליטות, העולם עשוי להיות צורך לשלב טכנולוגיות אלה עם לכידת אוויר ישירה (DAC) מכונות DAC משתמשות ב sorbents כימיים כדי ללכוד CO2 ישירות מהאוויר ה- DAC, אשר יכול להיות מאוחסן או להשתמש מתחת לאדמה במוצרים.

אתגרים וסיכויים עתידיים

המעבר לגז טבעי פחמן-ניטרלי עומד בפני כמה מכשולים משמעותיים.ראשון עולה. CCS למפעל גז טבעי מגביר את העלות המודרגת של חשמל (LCOE) ב- 50–80%, בהתאם לקצב הלכידת ולמיקום האחסון. מימן כחול הוא כיום יקר יותר מגז טבעי, ומימן ירוק נשאר בין נושאות האנרגיה היקרות ביותר.

שנית, תשתיות. CCS דורשות צינורות להעביר CO2 אל אתרי אחסון, כמו גם בארות הזריקה אמין ומערכות ניטור. הידרוגן תערובת דרישות צינורות חדשים או משופץ, מערות אחסון וציוד לשימוש קצה.שלישי הוא מדיניות. עקבי, ארוך טווח אותות ממשלתיים - כגון מס פחמן, תקני אנרגיה נקיים, מימון עבור R&D - חיוני כדי de-סיכון של פעילות גופנית, כגון איזון טבעי של גזים, כמו מטרותיה של פחמן, תנאי מדיניות טבעי של זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר, כמו תנאי שימוש, כמו גם תנאי אקלים טבעי של זיהום גז טבעי, כמו מטרות של זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר טבעי, כמו תנאי שימוש, כמו תנאי אקלים טבעי של זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר טבעי, כמו מטרות זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר טבעי של פחמן, כמו מטרות של זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר טבעי, כמו גם תנאי שימוש, כמו מטרות זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר טבעי של פחמן, כמו מטרות של פחמן, כמו גם תנאי שימוש, כמו גם תנאי שימוש, כמו מטרות זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר טבעי של זיהום אוויר טבעי של פחמן, כמו מטרות זיהום

לבסוף, יש את הבעיה המתאן.גם אם פליטות CO2 נתפסות, דליפות המתאן הזרם יכול לשלול את היתרונות של האקלים.תעשיית הנפט והגז נמצאת תחת לחץ גובר על מנת לזהות ולתקן דליפות באמצעות ניטור לווייני וטכנולוגיות מתקדמות אחרות.התוכנית הבין-לאומית של תוכנית מטרופוליטן האו"ם (FLT:1) , אם לא ניתן להפחית את פליטות הדלק הטבעיות, לא נחשבו באופן חד-קיימא בדלק.

למרות האתגרים הללו, מומחים רבים מאמינים כי שילוב של טכנולוגיות פחמן-נוטרליות יכול לפסול את כוח הגז הטבעי תוך שמירה על גמישותו ואמינותו.לדוגמה, צמח יכול להשתמש מימן כחול במשך עשור, בעוד שתשתית מימן ירוקה סולמות, ואז לעבור למימן ירוק כמו עלויות ירידה.סימולנטי באופן קבוע, CCS יכול לשמש כדי ללכוד פליטות מיחידות גז שנותרו שנותרות, עם DAC מצמצם כל תחזיות חשמל של 20 מיליארד טון עד שנת 2050.

מסקנה

צמחי כוח גז טבעיים אינם מתאימים באופן מהותי לעתיד פחמן-ניטראלי, אך הם אינם בהכרח לא עולים בקנה אחד עם לכידת פחמן ואחסון, מעבר לדלק מימן, ומטפלים בדלפות מתאן, מתקנים אלה יכולים להפחית באופן דרמטי את השפעת האקלים שלהם.הדרך קדימה דורשת השקעה מתמשכת, מדיניות תומכת, והנדסת דרכים חדשניות יותר לשלוט קיבולת חדשה, גז טבעי ימשיך לפעול על מנת להשיג תפקיד מציאותי על פני השטח של החברה.