Vad är den riktiga historien med rent kol?

Vad är den verkliga historien med rent kol?

målet för Sierra Clubs Beyond Coal-kampanj är att gå i pension en tredjedel av landets över 500 kolanläggningar senast 2020; hittills har 147 gått i pension. Brinnande kol, det smutsigaste fossila bränslet, producerar fortfarande cirka 40 procent av elen i USA,, även om denna siffra har minskat på grund av naturgasboomen. Kolbrytning förstör bergstoppar och dumpar murar och giftigt avfall i strömmar. Brinnande kol är ansvarig för sot och smog som resulterar i över $ 100 miljarder i hälsokostnader varje år. Kolanläggningar släpper ut giftigt kvicksilver i luften och lämnar efter sig farlig kolaskaförorening.

dessutom är koleldade kraftverk ansvariga för en tredjedel av alla amerikanska koldioxidutsläpp varje år. Koldioxid, en kraftfull växthusgas, fällor värme och värmer planeten., I maj ökade koldioxidutsläppen i atmosfären 400 delar per miljon för första gången på över 2,5 miljoner år. Människor har nu lagt tillräckligt med koldioxid i atmosfären för att förändra livet på jorden som vi känner till det; och vi känner redan effekterna av klimatförändringen i mer extrema väder och stigande hav.

den 25 juni gav president Barack Obama sitt löfte att ta itu med klimatförändringarna genom att föreslå en flerdelad strategi för att minska utsläppen av växthusgaser i USA., Hans plan omfattar att öka produktionen av ren energi, ge globalt ledarskap för att ta itu med klimatförändringarna och förbereda nationen för effekterna av klimatförändringarna. Den viktigaste åtgärden kommer att reglera utsläppen från nya och befintliga koleldade kraftverk under ledning av lagen om ren luft. I 2012, US Environmental Protection Agency satt gränser för mängden koldioxid nya kraftverk kan avge, men denna standard har ännu inte slutförts. Nya och befintliga kraftverk kommer sannolikt bara att kunna uppfylla dessa nya standarder genom att använda ren kolteknik.,

ren kolteknik används för att hänvisa till någon teknik som minskade miljöpåverkan av kolförbränning för el. ”När kolindustrin hävdar att den redan har rent kol”, säger Mary Anne Hitt, chef för Beyond Coal-kampanjen, ” pratar de om strategier för att avlägsna svaveldioxid, kväveoxid och kvicksilver, men de gör ingenting om CO2 eftersom det är för dyrt. När presidenten talar om ren kolteknik, han hänvisar till avskiljning och lagring av koldioxid….de två har inte ens samma samtal.,”

avskiljning och lagring av koldioxid innebär att man fångar upp koldioxid från kraftverk, transporterar den och lagrar den där den teoretiskt sett inte kommer att läcka, vanligtvis under jord. Att fånga kol från kraftverk kan åstadkommas på olika sätt. Rökgas (förbränningsutloppet) separation innebär att avlägsna CO2 med ett lösningsmedel, separera den med ånga och sedan kondensera den i en vätska. Oxy-bränsleförbränning bränner kolet i rent syre, vilket ger en gasblandning av mestadels ånga och CO2; de två elementen separeras sedan genom kylning och kondensering av gasströmmen., Avskiljning före förbränning avlägsnar CO2 innan kolet bränns genom en förgasningsprocess med amin, ett ammoniakderivat. Avskiljning efter förbränning separerar CO2 från rökgas med ett filter tillverkat av ett lösningsmedel som absorberar CO2; lösningsmedlet upphettas senare, vilket frigör ånga och koncentrerad CO2.

Efter att CO2 har fångats komprimeras den och transporteras via rör till en lagringsplats. För närvarande praktiseras underjordisk lagring eller geologisk kvarstad huvudsakligen av olje-och gasföretag., CO2 injiceras i utarmade olje-eller gasreserver för att driva den återstående oljan till borrplatsen eller förbättra dess flöde. Enligt Juerg Matter kommer en docent vid Lamont-Doherty Earth Observatory som arbetar med kollagring i Island och Oman, mycket av de miljontals ton CO2 som för närvarande används i USA för förbättrad oljeåtervinning från naturgasreservat som naturligt förekommer i Colorado, Wyoming och Montana.

endast en handfull kommersiella industriella projekt för avskiljning och lagring av koldioxid är i drift var som helst i världen., Den första var etablerad på Sleipner gasfält i Norge, där en miljon ton komprimerad flytande CO2 injiceras i saltvatten akviferer djupt under havsbotten varje år. Andra kommersiella projekt för avskiljning och lagring av koldioxid finns i Algeriet och Australien. Hittills finns det inga kommersiella satsningar i USA som avskiljer, transporterar och injicerar stora mängder CO2 (1 miljon ton eller mer per år) till sequester carbon.

den främsta orsaken till detta är att avskiljning och lagring av koldioxid är mycket dyr., Det uppskattas till exempel att kräva att nya anläggningar ska genomföra avskiljning efter förbränning skulle kräva 20-25 procent av sin energiproduktion på grund av minskad energiproduktion och energikraven för att använda tekniken. Dessutom är allmänheten oroad över säkerheten vid lagring av koldioxid. Koldioxidbindning på mark väcker frågor om grundvattnets säkerhet, tillgång till mark, lagringstid och långsiktig övervakning och ansvar. Forskare vet fortfarande inte om CO2 som lagras under jord kan förbli säkert permanent eller om CO2 så småningom kan läcka in i atmosfären eller grundvattnet., Havslagring kan öka surheten i havsvatten och skada det marina livet.

kongressen har finansierat forskning och utveckling om avskiljning och lagring av koldioxid sedan 1997, inklusive tilldelning av 3,4 miljarder dollar i 2009 års stimulans för forskningsprogram vid energidepartementet. Målet är att uppnå ett storskaligt genomförande av tekniken senast 2020., Forskningen om avskiljning och lagring av koldioxid omfattar tekniker för att fånga upp kol i rökstackar, lagringsalternativ, teknik som behövs för långsiktig övervakning, påverkan på naturliga system om läckage uppstår, risker för förorenande grundvatten eller atmosfären, hur man skapar lagstiftning samt de rättsliga och miljömässiga konsekvenserna av avskiljning och lagring av koldioxid. Omkring 5 procent av det är banbrytande forskning om okonventionella koldioxidlagringslösningar.

Juerg Materia är involverad i en av dessa banbrytande strategier: sekvestrerande kol i basalt stenar. CarbFix-projektet är ett samarbete mellan Earth Institute, Reykjavik Energy, Islands universitet och flera andra. Mer än 90 procent av Island är gjord av basalt, en mycket reaktiv och porös typ av sten skapad från gamla lavaflöden. CO2 från ett geotermiskt kraftverk injiceras 1,600 fot under jord i basalt., Efter att ha interagerat med kalcium i basalt, blir seltzer-liknande CO2 till kalcit, en viktig del av kalksten. När det blir fast och stabil sten, det kan inte läcka. CarbFix påskyndar i huvudsak en naturlig process som kallas förväxling.

”i labbet”, sa Matter, ”den här mineraliseringsprocessen tar från veckor till en månad. Våra första data tyder på att reaktionen på fältet kan ta årtionden till hundra år. Om det är årtionden, skulle det vara bra eftersom det kunde övervakas.,”I slutet av året kommer projektet att ha injicerat 2000 ton CO2; den lagrade CO2 kommer att övervakas noggrant för att studera hur den sprider sig; se om det finns några läckor; spåra kemiska reaktioner mellan CO2, grundvatten och stenar; och se till att lagringen är permanent. Basalt är en av de vanligaste stenarna i jordskorpan. Hela havsbotten under sedimentet i Stilla havet, Atlanten och Indiska Oceanen består av basalt., Enligt CarbFix finns det tillräckligt med lagringskapacitet i basaltformationerna på land och under havet för att sequestera all mänsklig producerad CO2 under överskådlig framtid.

peridotit, en annan sten som är vanlig i jordens mantel, när den trycks till ytan av geologiska krafter över tiden och utsätts för luft, reagerar med CO2 för att bilda fast sten som kalksten eller marmor. I Oman förekommer peridotit vanligen vid eller nära ytan., Materia och hans Lamont-Doherty kollega Peter Kelemen uppskattade att peridotiten naturligt absorberar 10 000 till 100 000 ton kol per år från CO2 i luften eller vattnet. Om uppvärmt vatten innehållande trycksatt CO2 injicerades ner i peridotiten, kan reaktionen påskyndas 100 000 gånger eller mer. (Läs om Oman forskning här.)

forskarna uppskattar att Oman potentiellt kan sekvensera 4 miljarder ton CO2 per år, cirka 13 procent av koldioxidutsläppen människor genererar varje år. De kartlägger platser där dessa naturliga reaktioner uppstår och studerar om de kan påskyndas till sequester CO2. Stora utbredningar av peridotit finns också på Papua Nya Guinea och Kaledonien, längs Greklands och F.D. Jugoslaviens kuster och i mindre insättningar i västra USA.

Lamont-Doherty forskare undersöker också lagring av CO2 i djupa marina sediment., Under trycket och låga temperaturer av marina sediment djupare än två miles är flytande CO2 tätare än vattnet som fyller utrymmena mellan sedimentkorn och så kommer det att sjunka. Det kommer då att fastna av gravitation, med djupa havet Sediment som ger en fysisk barriär för att förhindra läckage.

Newark-bassängen, en geologisk formation under New Jersey och New York, kan vara porös och genomsläpplig nog för att sequestera CO2. Består mestadels av porös sandsten med lager av lera på toppen, som kan fungera som ett hinder för läckage, ser geologin lovande ut.,

Lamont-forskare borrar ett 2,000-fots borrhål vid Jordobservatoriet i Palisades, NY, för att undersöka Newark basins smink. De har också injicerat små mängder CO2-innehållande vatten i ett annat område för att studera vilken effekt CO2-läckor kan ha på omgivande stenar och mikrob samhällen. US Department of Energy uppskattar att Newark basins potentiella koldioxidlagringskapacitet är 10 miljarder ton-lika med cirka 40 års CO2-utsläpp från NY, NJ och PA.

Även om det var möjligt att fånga och lagra CO2 från alla kraftverk, skulle dock 30-50 procent av de globala utsläppen från Transport fortfarande kvarstå i atmosfären. Teknik för att fånga CO2 från luften kan hjälpa till att lösa detta problem samt hantera potentiella CO2-läckor från sekvestrerat kol.,

Klaus Lackner, chef för Earth Institute är Lenfest Centrum för Hållbar Energi, och hans kollega Allen Wright har arbetat på konstgjorda träd som använder ett absorberande harts för att dra CO2 från luften mycket snabbare än fotosyntesen gör. Lackner föreställer sig skogar av dessa bilstora konstgjorda träd, spekulerar att 10 miljoner av dem skulle kunna fånga 12 procent av årliga koldioxidutsläpp från människor.

så är tekniken för avskiljning och lagring av koldioxid redo för de nya regler om koldioxidutsläpp som Obama föreslår?, ”Tekniken är redo att tillämpas i stor skala”, sa saken. ”Men det är ännu inte ekonomiskt lönsamt. Eftersom det inte finns någon politik för koldioxidutsläpp och ingen marknad kan människor inte tjäna pengar på koldioxid.”

anledningen till att Norge, Algeriet och Australien har kommersiell industriell avskiljning och lagring av koldioxid är att dessa länder har en skatt på koldioxidutsläpp., Det är dyrare för företagen att släppa ut koldioxid i atmosfären än att fånga och lagra den. Förutom att fastställa utsläppsgränser, nämnda fråga, måste regeringen också sätta ett pris på kol genom en koldioxidskatt eller ett tak och handel—eller det kan visa sig vara för dyrt för kolanläggningar att eftermonteras för att fånga upp kol och de kan tvingas att stänga.

”de kritiska frågorna är politik och ekonomi. Lagstiftningen måste få ekonomin rätt. USA bör gå vidare med lagstiftning och utsläppsgränser”, sa saken. ”Det kommer att bli ett riktigt bra exempel för världen.,”