Først se på Carbon Capture og Storage i et West Virginia kullkraftverk [Slide Show]


NEW HAVEN, W.Va.-A 100-story smokestack belches en roiling, hvit sky av vanndamp, karbondioksid og andre gjenværende gasser etter brenning daglig så mye som 12.000 tonn kull på fjellklatret kraftverket - totalt 3, 5 millioner tonn i året. Anlegget like utenfor byen New Haven har en enkel 65 meter høy kjele som er i stand til å generere nok damp til å pumpe ut 1300 megawatt med elektrisitet nok til å drive nesten en million gjennomsnittlige amerikanske boliger en måned kontinuerlig. Og nå e

NEW HAVEN, W.Va.-A 100-story smokestack belches en roiling, hvit sky av vanndamp, karbondioksid og andre gjenværende gasser etter brenning daglig så mye som 12.000 tonn kull på fjellklatret kraftverket - totalt 3, 5 millioner tonn i året. Anlegget like utenfor byen New Haven har en enkel 65 meter høy kjele som er i stand til å generere nok damp til å pumpe ut 1300 megawatt med elektrisitet nok til å drive nesten en million gjennomsnittlige amerikanske boliger en måned kontinuerlig. Og nå er omtrent 1, 5 prosent av CO 2 som kommer fra stakken, fanget i en industriell enhet som stiger fra betongen i sin skygge og pumpes deretter under jorden for lagring. I tilfelle du lurte på, kalles denne siste fasen "ren kull".
"Mountaineer er vendepunktet, " sier Philippe Joubert, president for Alstom Power, et datterselskap av Frankrike-baserte Alstom, SA. "Vi tror at kull er et must, men vi mener at kull må være rent."

Se et lysbildefremvisning av verdens første karbonfangst og lagringsanlegg i drift
Den lille strømmen av røykgass beveger seg til karbonoppfangingsenheten gjennom plastrør forsterket med glassfiber og avkjøles til mellom -1 og 21 grader Celsius fra temperaturen på 55 grader C, hvor det fremgår av de andre miljøteknologiske tilleggene som stripe ut aske, svoveldioksid og nitrogenoksyder. Karbonfangstmaskinens høye hum kommer først og fremst fra å vri på vifter for ytterligere å avkjøle røggassen, sammen med den faste støtingen på omrøreren som holder faststoffer fra å løsne seg i den høye tanken der CO 2 er fanget. Det er også den kontinuerlige chug av kompressorene som trykker på den fanger CO 2 i en væske på 98 kg per kvadratcentimeter. En uopphørlig rommel kommer også ut av regeneratorstablene, hvor dampvarme og -trykk kombineres for å forvandle ammoniumbikarbonat (en del av CO 2 -strippingsprosessen) tilbake til bakerens ammoniakk (ammoniumkarbonat), sipponering av den oppfangede CO 2 i operasjon. En liten bit av ammoniumsulfat-en gjødsel-er også produsert; Den sendes til en bondenes samarbeidspartner rett over elva i Ohio.
"Det er akkurat som en dusj, " sier Robert Hilton, visepresident for energiteknologi og regjering på Alstom. "Gassen kommer opp og væsken kommer ned."
Denne karbonoppsamlingsenheten, bygd av Alstom og kalt "kjølt ammoniakk" -prosessen, bruker 25 kilo poser bakerens ammoniakk til å fjerne CO 2 fra den avkjølte røykgassen, og ved oppvarming av det resulterende ammoniumbikarbonatet fanger det CO 2 og resirkulerer den rekonstituerte ammoniakken tilbake i industriprosessen. Mange kraftverk bruker allerede slik ammoniakk i selektive katalytiske reduksjonsenheter for å fjerne nitrogenoksider ut av røggassen.
Men de viktigste fordelene med kuld ammoniakk prosessen for å fange CO 2 er lavere strøm og dampforbruk sammenlignet med andre potensielle teknologier for karbonfangst, for eksempel bruk av aminer, en annen ammoniakkforbindelse som kan forbruke så mye som 30 prosent av plantens makt bare for å løpe, sier Shawn Black, produktleder for Alstom. Målet her er å få det nummeret til under 15 prosent.
"Utfordringen kommer til å være mer på lagringssiden, " hevder prosjektleder Brian Sherrick fra Columbus, Ohio-baserte American Electric Power (AEP), verktøyet som eier anlegget, fordi lagring avhenger av lokal geologi og samarbeidende føderale og lokale myndigheter samt bekymringer for lokale innbyggere. Den første demonstrasjonen av kjølt ammoniakk teknologi, gjort på We Energies Pleasant Prairie kraftverk i Wisconsin, brydde seg ikke om å lagre CO 2, fordi geologien under den staten ikke er i stand til slik oppsigelse.
Alt sagt, karbonfangstmaskinen på fjellklatret kan fange 5, 5 metrons trykk CO 2 per time, som strømmer ut gjennom et isolert rør med en diameter på fem centimeter. Det pumpes 300 meter eller så til injeksjonsstedet, der trykket økes til mer enn 140 kilo per kvadratcentimeter før det pumpes gjennom en av to brønnhoder. Ned brønnen kalt AEP 2, strømmer CO 2 2.375 meter rett ned i Rose Run sandstein, et 35 meter tykt lag med et ni meter tykt bånd av porøs berg som er egnet for lagring. Ned AEP 1 strømmer CO 2 retninger i Copper Ridge dolomitt, som har mye tynnere lag for mulig lagring, mer enn 2.450 meter ned. Tykke bånd av skifer og kalkstein som ligger på toppen, sikrer at CO 2 ikke rømmer tilbake til overflaten.
"Gamle brønner er din mest sannsynlige lekkasjebane, " sier Sherrick, og det er en gammel kullgassbrønn som pierces jorden til 1200 meter under overflaten, som AEP vil overvåke tett. I tillegg har selskapet tre brønner eksplisitt boret for å overvåke CO 2 da det sprer seg ut i den dype undergrunnen.
Etter fem års injeksjon - en estimert 500.000 tonn melkevæske - den sekvestrerte CO 2 plume kan bli stor nok til å krysse inn i Ohio. "Det skal være bedre der nede enn i luften, " sier borgmester Scott Hill i byen Racine, Ohio, rett over elven. "Jeg lurer på hva som skjer på lang sikt." Han legger til at han har det bra "til noe skjer. Du vet, de forteller bare hva du vil høre."
Det neste trinnet vil være oppskalering av hele enheten, noe som gjør det i stand til å fange CO 2 -utslipp knyttet til 235 megawatt av anleggets kraft, eller omtrent en femtedel av produksjonen, sier Sherrick. Selvfølgelig vil det ta opp mer plass, omtrent åtte til 12 dekar i henhold til foreløpig prosjektering; En enhet som er stor nok til å fange anleggets fulle utslipp, kan være like stor igjen som selve anlegget. Og det vil koste minst $ 700 millioner, hvorav halvparten av AEP har søkt å motta fra den føderale regjeringen.
Alstom, for sin del, planlegger å tilby slik kjølt ammoniakk teknologi kommersielt innen 2015, ifølge Pierre Gauthier, president og administrerende direktør i Alstom USA. "Det er ikke i morgen, men det er heller ikke 2030."
"Decarbonizing den elektriske sektoren er jobb en for elektrisitetsindustrien, " legger Henry "Hank" Courtright, senior vice president i Palo Alto, California-basert Electric Power Research Institute (EPRI). "Hvis vi kan gjøre det, kan vi hjelpe dem med å karbonisere resten av økonomien" gjennom alternative teknologier som elbiler. Faktisk estimerer EPRI at en 41 prosent reduksjon i amerikanske klimagassutslipp innen 2030 kunne oppnås gjennom en kombinasjon av karbonfangst og -lagring (CCS), økt generasjon fra fornybare energikilder og nye kjernefysiske kraftverk - samt effektivitetsforbedringer .
Selvfølgelig er rett ved siden av Mountaineer Philip Sporn Power Plant, hvis flere røykestenger og fire mindre kjeler ikke viser noen synlige tegn på annen aktivitet enn kull som kontinuerlig legges til sin spredte haug. Men det er fordi det ikke er noen forurensningskontroll overhodet på den gamle fabrikken, hvis utslipp kan påvises, om ikke, som en svak tåke. I tillegg er Spornas fly-ash-dammer, skjult bak en gresskledd berm direkte bak Mountaineer's CCS-enhet, blitt sitert av US Environmental Protection Agency som å ha "high hazard potential".
Kull kan bli renere fordi forurensningskontrollene reduserer utslippene som forårsaker surt regn og smog, samt kutte klimagassene som forandrer klimaet, men det er fortsatt mange rester fra kullforbrenning: giftig aske, kvikksølv og andre problemer. Og gamle planter som Sporn, som kjører siden 1950, vil aldri få slike forurensningskontroller. I stedet vil de fortsette å løpe til verktøy som AEP er tvunget til å stenge dem, noe som også vil øke til kostnaden for strøm.
Renere kull vil også bli dyrere, og legge til minst 4 cent per kilowatt-time til kraften Mountaineer produserer til omtrent 5 cent per kWh. Ikke desto mindre, "dette er første gang i verden har karbonfangst blitt gjennomført og sekvestrasjon har vært en del av det, " forteller West Virginia Sen. Jay Rockefeller. "Noen sier det er bare en veldig liten del av det, men det er ikke meningen. Det er tatt 90 prosent av karbon ut av en liten del."

Se et lysbildefremvisning av verdens første karbonfangst og lagringsanlegg i drift

Biospheric Bartering: Debtor Nations Betal regningene og bevare sine ressurserKlimaendring Remobiliserer Long Buried Pollution som arktiske ismelterKeystone XL Oljepipeline forverrer klimaendringKjør ned: Dammer, forurensning Reduser vestkystslaksnummerHøye IQ kan bidra til å redusere posttraumatisk stressFacet-Lift: Selvmonterende nanopartikler kan gi nøkkel til nye materialerTilbake til startHaig Donabedian: Finne en medisinsk nisje