Karbon Yakalanması ve Kömür Güç Santral Operasyonlarında Depolamanın Rolü

Kömür destekli enerji santralleri, bir yüzyıldan fazla küresel elektrikle tanışmaya çalışan önemli bir kısmını sağlamıştır. Güvenilirlik ve enerji yoğunluklarına rağmen, bu tesisler karbon dioksitin en büyük sabit kaynaklarından biridir (CO2) emisyonlar, antropojenik iklim değişikliğinin birincil bir sürücüsü olarak, mevcut kömür santrallerini %90 kadar azaltabilecek bir teknoloji olarak ortaya çıktı, bu varlıkların geçiş sırasında çevresel etkilerini nasıl azaltacağına ve depolama (CCS) üzerindeki etkisini azaltmak için önemli ölçüde daha geniş bir karbon ayak iziyle çalışır.

Karbon Yakalama ve Depolamayı Anlayın (CCS)

CCS, CO2'yi atmosfere girmeden önce endüstriyel nokta kaynaklarından yakalamak için tasarlanmış bir teknoloji paketidir ve sonra kalıcı depolama için derin jeolojik formlara enjekte edilir. Konsept yeni değildir: petrol ve gaz endüstrisi, 1970'lerden bu yana CO2'yi gelişmiş petrol kurtarma aracına enjekte etmektedir.

Yakalanan Teknolojiler

yakalama aşaması, CCS'nin en enerji yoğun ve pahalı aşamasıdır. Üç birincil yöntem dağıtılır veya geliştirilmektedir:

  • [FONT:0]Post-combustion yakalama[[Dönetici: Yanmış kömürden sonra, flue gazı kimyasal bir çözücü ile tedavi edilir - bu absorbs CO2., o zaman ısıtılır CO2 akışı serbest bırakmak için ısınır.Bu yöntem, yanma sistemine büyük değişiklikler olmadan mevcut bitkilerin geri alınabilir.
  • [FONT:0) ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ]
  • [FONT:0]Oxy-yakı yanma [DÜT:1]: Kömür saf oksijen ve geri dönüştürülmüş hava kirliliğinin bir karışımında yakılır, çoğunlukla CO2 ve su buharı üreten bir hava buharı üretir.

Her teknik enerji cezası, sermaye maliyeti ve olgunluğu ile ticaret yapıyor. Post-combustion, Kanada ve Amerika Birleşik Devletleri'nde güç santrallerinde çalışan birimlerle en yaygın olarak gösterilendir.

Ulaşım ve Depolama

Yakalandığında CO2 yoğun bir aşamaya sıkıştırılmalıdır (genellikle 1,100 psi) ve boru hattı, gemi veya kamyon uygun bir depolama sitesine taşınır. Boru hatları arazi üzerindeki en ekonomiktir. CO2 daha sonra derin jeolojik formlara enjekte edilir - genellikle 800 metreden fazla derinlikte - yapısal, oturmalı, çözünürlükte, mineral tuzak mekanizmalarının bir kombinasyonu tarafından tuzağa düşer.

  • [FONT:0)Depleted petrol ve gaz rezervuarları[DÜT:1): Bunlar, mevcut altyapıyı kanıtlamış ve enjeksiyon maliyetleri dengelemek için gelişmiş petrol kurtarma (EOR) ile birleştirilebilir.
  • [FONT:0) Deep saline aquifers[[DÜT 1: 1): Porous rock formları küresel olarak en büyük depolama kapasitesi sunan jenere ile doygun.
  • [FONT:0) Nis mayınlanabilir kömür denizleri[Dönemli)[[KD: CO2 kömüre binebilir, mehane (konalbed mehane kurtarma)

Site seçimi, kalıcı bir şekilde tutulması için titiz jeolojik karakterizasyon ve düzenleyici gözetim tarafından yönetilir. İklim Değişikliği Üzerine Hükümetlerarası Panel (IPCC), CO2'yi iyi seçilmiş sitelerde güvenli bir şekilde depoladığı sonucuna varmıştır.

Kömür Güç Santral Operasyonlarında CCS'nin Faydaları

Deep Emission Remis

CCS'nin en doğrudan avantajı, CO2 emisyonlarının sertleştirilmesidir. Tipik süperk bir kömür bitkisi, MW'lık başına 0,9 ton CO2 CO2'ye kadar, bu da 0.1-0.2 ton'a düşebilir. Bu, kömür santrallerinin giderek daha sıkı emisyon düzenlemeleri ve karbon fiyatlama mekanizmalarına uymasını sağlar.

Mevcut altyapı ve Jobs'u koruma

Birçok ülke onlarca yıldan fazla inşa edilmiş kömür santrallerinin büyük filoları var, yatırımda milyarlarca dolar ve binlerce iş çıkardı. Retrofitting CCS, bu varlıkların erken emeklilik ekonomik şokundan kaçınırken çalışmaya devam etmesini sağlıyor. Bu özellikle Çin, Hindistan ve ABD gibi bölgelerde, kömür hala önemli bir elektrik payı sağlıyor.

Beyazı Destekleme

Kömür bitkileri temel yük gücü sağlar ve CO2'yi ele alırken, elektrik sektörünün derin dekarbonizasyonu için bir köprü teknolojisini dengelemek için ayarlanan CO2 ile bağlantı noktası haline getirebilir.

Enabling Low-Carbon Ürünleri

Gelişen petrol kurtarma, sentetik yakıtların üretimi, karbonatlanmış içecekler ve beton gibi malzemeler için kullanılabilir. kullanım hacimleri toplam emisyonlara kıyasla küçükken, CCS ekonomisini geliştiren bir gelir akışı sağlar.

Challenges Facing CCS Deployment

Enerji Cezası ve Verimliliği Kayıp

CO2'nin ısı yenileme, sıkıştırma ve yardımcı ekipman için önemli enerji gerektirir. Bu enerji cezası genellikle bitkinin çıkışının% 20 ila% 30'undan oluşur, yani aynı net elektrik üretmek için yakılmalıdır.Pos insol kimya, ısı entegrasyonu ve süreç tasarımı yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş bu cezayı azaltır, ancak temel bir teknik engel kalır.

Yüksek Sermaye ve İşletim Maliyetleri

CCS maliyeti, bitki türü, yakalama yöntemi ve taşıma mesafesi ile yaygın olarak değişir. kömür santralleri için toplam maliyetler, yakalamak, ulaşım ve depolama için 40 $ 80 CO2'nin başına gelen maliyetlerden kaçınılır.Mevcut bir bitkiye uygun olarak yüzlerce milyon dolara mal olabilir ve bu işlem, yüksek karbon fiyat veya hükümet teşvikleri olmadan devam eden maliyetlere sahiptir.

Depolama Site Özellikleri ve Kamu Kabul

Tüm bölgeler CO2 depolama için uygun jeolojiye sahip değil. Küresel kapasite geniş olsa da yerel site karakterizasyonu ve izin verme yıllar sürebilir. CO2 boru hatları ve enjeksiyon iyilerine karşı - bazı alanlarda kesintiye uğratılmış projelere yol açıyor.

Düzenleme ve Politika Gaps

CCS projeleri uzun vadeli sorumluluk, pore-uzay mülkiyet ve izleme yükümlülükleri için açık yasal çerçeveler gerektirir.Birçok ülke, yatırımcılar için belirsizlik yaratıyor. Ek olarak, tutarsız karbon fiyat, yakalama için iş davasını azaltır.

Metal Santrallerinde Gerçek Dünya CCS Projeleri

Boundary Dam 3 (SaskPower, Kanada)

2014 yılında Komisyon, Boundary Dam Unit 3, Weyburn petrol alanında EOR için satılan ilk büyük ölçekli post-kombusasyon CCS projesini kömür santrali üzerine sergiledi.Bu, gelecekteki projeler için 1 milyon ton CO2 yakalamaya başladı.

Petra Nova (NRG Energy, USA)

Petra Nova, Houston, Texas'ın yakınında bir kömür ünitesinde bir post-combustion CCS retrofit, EOR için yılda 1,6 milyon ton CO2 yakalamak ve 2017 yılında ABD'de bu kadar başarılı bir şekilde işletilmesi ve 2020'de, düşük petrol fiyatları nedeniyle, yeni mülkiyet altında yeniden başlatılmıştı.

Diğer Notable Installations

Çin, Avrupa ve Orta Doğu'daki birkaç proje, çeşitli gelişim aşamalarındadır. Huaneng Pekin termal bitki küçük ölçekli bir yakalama ünitesini sergiledi, İngiltere'nin Drak güç istasyonu BİDS ile pilot ölçekli biyoenerji gerçekleştirdi (BECCS).

Politika ve Ekonomik Teşvikler CCS Kabul Ediyor

Karbon Fiyatlama ve Krediler

Güçlü karbon fiyatlamaları ile ilgili yargılarda - AB Emisyon Ticaret Sistemi (EU ETS) ve Kaliforniya'nın kap-ve ticaret programı –CCS projeleri finansal viability geliştirmek için ödenek veya krediler kazanabilir. Bir karbon fiyatı maliyeti maliyeti 50-100 $ ton

Bölüm 45Q Vergi Kredisi (Birleşik Devletler)

ABD İç Gelir Kodu, CO2'nin her tonnesinin bir vergi kredisi sağlar ve jeolojik olarak depolanır ( depolama için başına 85 $ 60, Inflation Re Act of 2022) Bu, ABD'nin politika desteğinde küresel bir lider haline geldi.

Hükümet Grants and Demonstration Program

Ulusal hükümetler ABD Enerji Bakanlığı (DOE) Fossil Enerji ve Karbon Yönetimi Ofisi, İngiltere'nin Karbon Yakası ve Depolama Altyapı Fonu ve Çin'in düşük karbonlu inovasyon girişimleri gibi programları aracılığıyla CCS'i finanse ettiler. Bu fonlar, ilk kez risk ve riskli dağıtımların bir kısmını kapsıyor.

Future Outlook ve Developments

Yenilik ile Maliyet Azaltılması

Devam eden araştırmalar enerji cezasını ve yakalama maliyetini düşürmeyi amaçlamaktadır. Gelişen teknolojiler, gelişmiş çözücüleri (örneğin, su bazlı sistemler), membran ayrılıkları, krigen yakalama ve kimyasal döngü yanmayı azaltmaktır. DOE'nin hedefi, CO2'nin tonne of CO2'yi yaklaşık 50-$70'e kadar azaltmaktadır.

Bioenerji ile entegrasyon (BECCS)

BECCS, CCS ile biyokütle yanmayı birleştirir, net-negative CO2 emisyonlarının ortaya çıkmasına neden oluyor - küresel ısınmayı 1.5 °C'ye sınırlandırmak için kritik bir seçenek.

Doğrudan Hava Yakası ve Depolama (DACS)

Doğrudan kömür santralleri ile ilgili olmasa da, DACS teknolojisi, CO2'yi çevre havasından ve mağazalardan çıkarır. Temiz enerji ile güçlendiğinde, kömür santrallerinden veya diğer kaynaklardan gelen emisyonlar dengelenebilir.Climeworks ve Carbon Engineering gibi şirketler ticari birimler inşa etti, ancak maliyetler yüksek (200-$600 pernne) kalır.

Bir Dekarbonized Grid'de Rol

Yenilenebilir olarak, CCS ile kömür santralleri daha esnek bir şekilde çalışabilir - güneş ve rüzgar düşük olduğunda ve yüksek yenilenebilir nesilde çıktıyı azaltır. Bu esnek CCS modeli Boundary Dam ve pilot projelerde test edilir. Ancak, uzun vadeli rekabet, yenilenebilir enerji depolamalarında da maliyet düşüşüne bağlı olacaktır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Karbon yakalama ve depolama, kömür enerji geçişi için gümüş bir mermi değil, ancak biyokütle birlikte küresel net-zero emisyonlar için gerekli bir bileşendir. Teknoloji,% 90 veya daha fazla CO2 yakalamakta ve kömür yakması için gerekli altyapıyı kullanmaya devam etmektedir.Bu, ABD'nin dört bir yanındaki karbon emisyonlarını destekler ve bu kadar geniş bir ekonomik ve politika engeli ile devam eden bir enerji cezası ile devam eder.

[FONT:0)Dön referanslar: [Dönder: [Dönderlik:2]Küresel CCS Enstitüsü), CCUS, ). DOE Karbon Yakalama Programı).