Kolavskiljning förblir svårfångad

Den 1 oktober blev en koleldad anläggning i West Virginia som drivs av American Electric Power (AEP) det första kraftverket i USA att pumpa en del av sina koldioxidutsläpp under jorden. Samtidigt kan U.S. Department of Energy kanalisera miljarder stimulansdollar till koldioxidavskiljning och -bindning. Och FutureGen, ett regeringsstödt projekt för att bygga den första koleldade anläggningen med nollutsläpp, ser ut att resa sig ur askan.



Fånga detta : En kolavskiljnings- och lagringsanläggning som drivs av American Electric Power och Alstom vid Mountaineer Power Plant i New Haven, WV.

Vid första rodnad verkar det som om kolavskiljning och -bindning (CCS) är på väg att göra rent kol till verklighet. Men ingen CCS-verksamhet i kommersiell skala är nära att slutföras i USA, och tills ett marknadspris har satts på koldioxid, säger experter att saker och ting inte kommer att förändras.





Tills det finns en marknad kommer tekniken inte att ta fart, säger Howard Herzog , forskningsingenjör vid MIT Energy Initiative. Det är fantastiskt att det pågår så många projekt som det finns idag; de är alla forsknings- och utvecklingsprojekt som finansieras med subventioner.

American Recovery and Reinvestment Act från 2009 gav 3,4 miljarder USD i federal finansiering för CCS-projekt, inklusive 1 miljard USD för FutureGen och mer än 1 miljard USD för andra kommersiella verksamheter. Men även med dessa pengar kvarstår betydande hinder.

Det finns en rad tekniska utmaningar som måste övervinnas, säger Tom Williams, talesman för energibolaget Duke Energy, som nyligen investerade 17 miljoner dollar i forskning om kolavskiljning vid ett kolförgasningskraftverk i Edwardsport, IN, och som för närvarande söker federal finansiering för att vidareutveckla fångst- och sekvestreringsteknik vid anläggningen. Att tillåta utmaningar, sekvestreringsutmaningar, geologiska utmaningar [och] effektivitetsutmaningar måste alla redas ut, säger Williams.



katt blandad med människa

En av de geologiska utmaningarna som Duke Energy och andra som undersöker i CCS står inför är att se till att trycket inuti reservoarer djupt under jordens yta inte klättrar för högt när koldioxid injiceras. Det finns bara vissa säkra nivåer som du kan höja trycket till innan du kommer in i frågor om seismicitet, säger Herzog.

Ernest Majer , en seismolog vid Lawrence Berkeley National Laboratory, informerade medlemmar av den amerikanska senaten i september om dessa potentiella faror. Han säger att pumpning av trycksatt, flytande koldioxid under jord har potential att orsaka mindre jordbävningar, även om detta inte borde vara ett problem med rätt platsval och injektionshastigheter. Injicerar man stora volymer i ett aktivt fel, ja, man kommer att få problem, men vi har injicerat avloppsvatten från kommuner i flera år utan problem, säger han. Du måste bara konstruera det ordentligt.

Detta innebär framför allt att implementera tillförlitliga övervakningssystem för att spåra koldioxidens rörelse djupt under jorden. Sensorer som används i olje- och gasfält är väl utvecklade för detta ändamål, även om billigare övervakningssystem skulle göra koldioxidbindningen för kolanläggningar mer kostnadskonkurrenskraftig.

Varje gång du placerar en sensor tusentals fot ner, kräver det att du borrar ett brunnhål som, beroende på djup och diameter, kan kosta mellan 5 [miljoner] och 10 miljoner dollar, säger Ken Humphreys, från FutureGen Alliance. Humphreys säger att billigare system som akustiska sensorer som övervakar rörelsen av koldioxid från ytan är under utveckling.



När ingenjörer utvecklar ny teknik för koldioxidavskiljning och -bindning, kan tekniska bakslag vara oundvikliga. AEP, det allmännyttiga företaget som började pumpa 2 procent av sina koldioxidutsläpp under jorden den 1 oktober, hade hoppats på att påbörja lagringen tidigare, men projektet försenades när sensorer visade högre fukthalt i koldioxiden än väntat. Om den flytande gasen innehåller för mycket vatten kan kolsyra bildas som fräter på stålrören som används för att transportera den under jord.

För att få ner vatteninnehållet till en säker nivå sa AEP att man måste kyla koldioxiden ytterligare för att ta bort vatten genom nederbörd innan den pumpas under jorden. Ytterligare tester visade dock att fukthalten hade blivit felläst och faktiskt låg inom säkra nivåer.

Det finns definitivt tandvärk i att få det igång, säger Gary Spitznogle på AEP. Det är bara en ny processs natur. Allt fungerar inte rätt i den första iterationen.

fungerar färgblinda glasögon verkligen

Den cap-and-trade-lagstiftning som nu går igenom kongressen kan hjälpa till att påskynda lösningar på många av de tekniska problem som CCS fortfarande står inför. Men en av de största återstående frågorna är om det finns tillräckligt med reservoarer för att lagra all koldioxid som kan fångas upp.

De bäst studerade lagringsavlagringarna är före detta olje- och gasreservoarer täckta av lager av icke-poröst berg som höll petrokemikalierna låsta djupt under jorden i miljontals år. Ändå av uppskattningsvis 3 947 gigaton koldioxidlagringskapacitet i USA består bara 1 procent av utarmade naturgas- och oljereservoarer. Den stora majoriteten av kapaciteten – 3 630 gigaton – består av djupa saltlösningar som har fått mindre granskning.

Vi är på den plats där det inte finns några problem att göra miljontals ton om året, men för att lösa klimatproblemet behöver vi göra miljarder ton eller gigaton om året, och i den omfattningen blir lagring en verklig fråga, säger Herzog.

Majer, från Lawrence Berkeley National Laboratory, säger att småskaliga tester som AEP:s pilotprojekt kommer att gå långt för att bestämma lönsamheten för lagring i saltvattenakviferer. Vi vet inte alla svaren än, men vi vet i stort sett hur vi ska få svaren, säger han. Och vem vet, svaret kan fortfarande vara, det kommer inte att fungera.

Dölj