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德克萨斯州一家零碳气体发电厂刚刚上线
由于其巧妙的设计,该工厂的占地面积也将更小。信贷:净功率

一个天然气发电厂有上线该系统预计能捕获其排放的全部二氧化碳。而且与传统的“清洁”化石燃料工厂不同,它不需要额外的、高耗能的设备来实现。相反,碳捕获系统被内置在德州发电厂的设计中,电力公司说它将实际制造发电厂更多的比传统的天然气工厂效率高。

如果他们能够扩大该系统的规模并使其具有竞争力,它将彻底改变清洁能源的格局,减轻昂贵或不稳定的可再生能源(如风能和太阳能)应对全球变暖的负担。

天然气已经改变了游戏规则

部分由于水力压裂技术的繁荣,天然气价格上涨接近历史低点这导致了天然气发电的激增。在2016年,天然气首次超过煤炭是美国最大的电力来源

来源:环境影响评价

这意味着电力排放的二氧化碳大幅减少因为天然气燃烧起来比煤炭清洁得多。根据燃料和植物的类型,气体可能会排放一半的二氧化碳每兆瓦作为煤(更不用说其他空气污染物)。

来源:环境影响评价

化石燃料仍然提供美国大约三分之二的电力,尽管大力推动可再生能源和天然气的崛起,电力仍然是最重要的温室气体排放的最大来源在美国。但如果这种新的电厂设计能像宣传的那样奏效,这种情况可能会发生根本性的变化。

但是,天然气仍然会造成污染

标准的发电厂燃烧天然气和空气的混合物加热水,产生蒸汽,旋转涡轮机发电。燃烧过程中释放的二氧化碳(连同氮氧化物等有害污染物)直接进入空气中,除非你通过昂贵的碳“封存”系统进行过滤,而这一系统本身需要大量的能量才能运行。到20%的功率由一个典型的工厂生产的,必须运行一个碳捕获设备,无论如何,你最终还是会释放一些二氧化碳。

二氧化碳:生活中所有问题的原因(和解决方法)

这个由Net Power公司建造的新电厂采用了完全不同的设计,它使用二氧化碳本身来经营工厂,而不是作为副产品。它将天然气与纯氧混合,而不是空气,制造出一种叫做“氧燃料”的东西。这是超级有效的,但也是爆炸性的,所以他们用二氧化碳稀释成大约5%的氧燃料,95%的二氧化碳的混合物。然后,这些混合物被燃烧来加热一股纯净的、加压的二氧化碳流,从而旋转涡轮机并产生动力。很整洁!

但是这个设计最好的部分是对剩菜的处理。燃烧的副产品就是更多的二氧化碳和水。他们用一个热交换器把水冷凝出来,剩下的是一股热气,几乎是纯二氧化碳。热交换器可以回收一部分剩余的热量,使工厂更加高效,而剩下的大约90%是纯二氧化碳。

Net Power的工厂设计示意图。

Net Power的工厂设计示意图。信贷:净功率

它们可以被“封存”在地下,也可以被出售作其他用途。例如,石油公司可以购买它泵入井中,这样既能将碳深埋在地下,又能增加油井的产量。三赢。最后,基本上没有燃烧产生的二氧化碳被释放到空气中。

我们不喜欢依赖政策……我们喜欢依赖科学。

比尔·布朗净功率的首席执行官

成就(和挑战)

Net Power的工程师告诉Vox,他们认为第一个电厂的效率约为59%,与最新一代传统天然气发电厂62%的效率非常接近——但最重要的是,它们零排放。将捕集设备固定在一起会将传统发电厂的整体效率降低到50%以下,而且它们仍会释放一些污染。

系统已经上线,但他们还在进行测试,还没有为电网发电。最棘手的部分将是如何让氧燃料,即氧气和天然气的混合物,在95%的二氧化碳环境中有效而均匀地燃烧。他们仍在努力解决这个问题,但他们希望随着测试的进行,能对化学混合物进行微调。

但真正的考验将是整个工厂的底线:它是否能像其他工厂一样盈利,是否能在没有补贴的情况下实现盈利。Net Power公司表示,他们不反对为清洁能源提供税收抵免,但不会指望它们。“我们不喜欢依赖政策,”他们的首席执行官说自然新闻上个月。“我们喜欢依靠科学。”

至于到目前为止科学家们所做的工作,该设施的首席设计师说:“我们仍然在微笑。”

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