Rechofman planèt la se youn nan pi gwo pwoblèm nan anviwònman an nan mond lan. Pami divès gaz yo ki lakòz efè tèmik ki lakòz chanjman nan klima, gaz kabonik gen pi gwo enpak la sou rechofman planèt la. Dapre estatistik, mond lan emèt sou 6.5 milya dola tòn kabòn (apeprè 25 milya dola tòn gaz kabonik) nan atmosfè a chak ane akòz boule a nan konbistib fosil . 70% nan kabòn ki emèt nan aktivite imen soti nan boule nan fosil m 'yo. Ogmantasyon kontinyèl nan konsantrasyon gaz kabonik nan lè a te atire atansyon moun yo. Depi konferans nan klima mond lan nan Durban, Lafrik di sid, rechèch ak opinyon piblik sou yon ekonomi ki ba-kabòn ak yon lavi ki ba-kabòn te piti piti vin yon sijè cho ak mòd atravè mond lan.
An 2005, Komite Entègouvènmantal sou Chanjman Klima (IPCC) te pwopoze kaptire kabòn ak depo (CCS) teknoloji nan tout peyi yo diminye siyifikativman emisyon gaz efè tèmik. Depi CCS ki konsistan avèk estrikti debaz la nan sistèm nan enèji ki egziste deja epi li se mwens restriksyon pa kondisyon resous, li te atire toupatou atansyon ak atansyon soti nan peyi endistriyalize le pli vit ke li te pwopoze: nan 2007, Mondyal la Wildlife Fon (WWF) idantifye CCS kòm youn nan sis fason yo adrese chanjman nan klima mondyal; Konferans klima Global Kankun 2010 la enkli CCS nan mekanis devlopman pwòp (CDM); Etazini, Kanada, Inyon Ewopeyen an, elatriye te konsidere CCS kòm yon pati enpòtan nan estrateji enèji nan lavni ak estrateji rediksyon kabòn, formul ki koresponn plan rechèch teknik, ak te pote soti korespondan rechèch ak devlopman ak manifestasyon pwojè; Li konprann ke peyi mwen an enkli CCS teknoloji kòm yon teknoloji dènye kri nan nasyonal la medyòm- ak alontèm syans ak plan devlopman teknoloji, e li te fè avans nan ki gen rapò ak jaden teknik.
Mo kle: gaz kabonik; rediksyon emisyon; kaptire; transpò; stokaj
CCS Teknoloji
Kabòn kaptire ak teknoloji depo refere a pwosesis la nan separe gaz kabonik soti nan sous enèji endistriyèl oswa ki gen rapò, transpòte li nan yon kote depo, ak izole li nan atmosfè a pou yon tan long. Kabòn kaptire ak teknoloji depo gen ladan twa lyen teknik: kaptire kabòn, transpò kabòn, ak depo kabòn.
Kaptire kabòn
Kaptire gaz kabonik se pwoblèm nan premye yo dwe rezoud nan tout pwosesis la CCS. Metòd la se separe, kolekte, pirifye, ak konpresyon gaz kabonik soti nan sous la ki degaje konbisyon emisyon, diminye emisyon an nan gaz kabonik nan faktori a, epi konsa diminye kontni an gaz kabonik nan atmosfè a. Teknoloji ki disponib yo kaptire gaz kabonik sitou gen ladan teknoloji pre-combustion kaptire, oksijèn-anrichi ki degaje konbisyon kaptire teknoloji, ak pòs-combustion kaptire teknoloji.
Se teknoloji pre-combustion kaptire itilize separe CO2 anvan ki degaje konbisyon nan konbistib fosil. Premyèman, se gaz la fosil gasified jenere H ak CO, CO konvèti nan CO2, H se boule kòm enèji ak konvèti nan H2O, ak CO2 se separe. Entegre gazifikasyon konbine teknoloji sik (IGCC) se yon teknoloji ki konvèti chabon nan sentèz gaz, ki se yon teknoloji tipik pou kaptire CO2 anvan konbisyon.
Teknoloji kaptire oksijèn-anrichi kaptire refere a ki degaje konbisyon nan konbistib fosil nan oksijèn pi oswa lè oksijèn-anrichi, ak gaz la fwit chemine se sitou CO2 ak vapè dlo, ak Lè sa a, vapè dlo a kondanse separe CO2.
Teknoloji Post-Combustion kaptire refere a separasyon an ak kaptire nan CO2 soti nan gaz la fwit chemine ki te pwodwi pa ki degaje konbisyon nan konbistib fosil nan lè a. Metòd kaptire prensipal ak separasyon yo se absòpsyon chimik (metòd Benfield, metòd methyldiethanolamine), adsorption (chanjman presyon, chanjman tanperati), atraksyon fizik (polietilèn glycol dimethyl metòd etè, metòd lave methanol ki ba-tanperati), ak separasyon manbràn.
Transpòtasyon Kabòn
Teknoloji transpò kabòn se kounye a relativman matirite ak lajman itilize. Metòd transpò prensipal li yo se transpò tiyo ak transpò tank la. Se transpò tiyo divize an gaz, likid, ak transpò eta supercritical. Akòz faz yo diferan nan mwayen an transpò, pwosesis la transpò se tou diferan. Kounye a, transpò tiyo sitou adopte transpò eta supercritical. Mòd prensipal la nan transpò tank se transpò pa tren oswa wout.
Kabòn sezi
Teknoloji sezi kabòn se san danje magazen kaptire CO2 nan estrikti jewolojik, kidonk efektivman diminye emisyon CO2 nan atmosfè a. Li divize an twa metòd: sezi jewolojik, sezi marin, ak sezi chimik.
Depo jewolojik refere a enjekte CO2 nan diferan kò jewolojik tankou maren sèl maren, kouch lwil ak gaz, ak pwi chabon. Pwofondè nan depo nan CO2 depo jewolojik se jeneralman anba a 800 m, paske tanperati sa yo ak presyon ka kenbe CO2 nan yon eta supercritical.
Depo Marin refere a estoke CO2 nan dlo lanmè gwo twou san fon oswa gwo twou san fon maren pa tiyo oswa transpò bato.
Depo chimik refere a konvèti CO2 nan kèk carbonate ki estab nan yon seri de reyaksyon chimik konplèks, kidonk reyisi bi pou yo depo pèmanan nan CO2.
Analiz teknoloji CCS
Kounye a, rechèch la sou teknoloji CCS sitou konsantre sou aspè sa yo: premye, kaptire kabòn, sitou nan pèspektiv ekonomik la, se sa ki, ki jan yo diminye pri ekonomik la nan kaptire kabòn; Dezyèmman, depo kabòn, sitou nan pèspektiv nan risk anviwònman an, se sa ki, ki jan yo diminye risk ki genyen nan anviwònman an ki ka pote sou pa depo kabòn; Twazyèmman, akimile eksperyans pratik nan pwojè demonstrasyon nan teknoloji CCS.
Estati aktyèl la nan teknoloji kaptire kabòn
Teknoloji kaptire kaptire oksijèn-anrichi nan teknoloji kaptire kabòn pa gen okenn avantaj ekonomik evidan akòz gwo pwi de pwodiksyon oksijèn, epi yo pa ka lajman ankouraje ak itilize nan aplikasyon pratik; Teknoloji kaptire post-combustion pa te lajman itilize nan pratik pwodiksyon akòz envestisman an ekipman segondè ak depans fonksyònman. Malgre ke pri a nan kaptire kabòn se relativman wo, rechèch montre ke kòm teknoloji a ap kontinye gen matirite, pri a nan kaptire kabòn ap redwi anpil nan yon nivo ke gen moun ki ka fasilman aksepte. An rezime, pwoblèm nan pri se konstriksyon an nan endistriyalizasyon nan teknoloji kaptire kabòn. Direksyon rechèch la nan chèchè nan divès peyi sou teknoloji kaptire kabòn se tou sitou konsantre sou ki jan diminye pri ekonomik la nan kaptire kabòn. Anba a, otè a ap entwodwi plizyè nouvo teknoloji pou redwi pri kaptire kabòn:
Chèchè nan Codexis nan Kalifòni, USA, ap etidye teknoloji a nan lè l sèvi avèk jenetikman modifye anzim diminye pri a nan kaptire kabòn. Kabòn anhydrase ede sòlvan methyldiethanolamine nan konbine ak gaz kabonik, men anzim sa a ka sèlman siviv nan alantou 25 degre epi yo pral imedyatman vin efikas lè tanperati a depase 55 ~ 65 degre. Jenetikman modifye anhydrase nan kabonik jwenn nan teknoloji jenetikman modifye ka siviv pou yon demi èdtan nan yon tanperati ki pi wo a 85 degre. Karakteristik sa a pèmèt li jwe yon wòl nan gwo tanperati a nan plant ki gen pouvwa chabon-revoke, ogmante efikasite nan absòpsyon nan Solvang kaptire kabòn pa 100 fwa.
Jiyè Japon an itilize dlo ak yon konpoze espesyal òganik. Lè gaz la echapman melanje ak dlo ak konpoze an òganik, gaz la kabòn yo pral transfòme nan yon eta jele-tankou gluan nan tanperati chanm ak tou pre presyon nòmal. Se materyèl la solid Lè sa a, kolekte ak yon ti kras chofe, epi li se gaz la kabòn konvèti tounen nan gaz, ak dlo a ak konpoze òganik ka itilize ankò. Pwosesis la koute 200 Yuan pou chak tòn gaz kabonik kaptire nan RMB.
Syantis ki soti nan Rice University, Inivèsite Kalifòni, Berkeley, Berkeley Nasyonal laboratwa, ak Enstiti a Rechèch Pouvwa elektrik etidye plis pase 400 adsorban mineral ak te jwenn ke zeolit yo, ki se souvan itilize kòm materyèl endistriyèl, ka anpil amelyore efikasite nan enèji nan teknoloji kaptire kabòn. Analiz yo montre ke anpil zeolit yo gen plis enèji efikas pase Solvang amine nan kaptire gaz kabonik. Zeyolit se yon mineral komen ki konpoze sitou nan Silisyòm ak oksijèn. Gen 40 espès nan lanati ak 160 atifisyèlman sentetize espès yo. Zeyolit yo plen ak porositë andedan, ki se tankou mikwo-reyaksyon resipyan ki absòbe ak konbine sibstans chimik pou reyaksyon chimik.
Chèchè ki soti nan laboratwa Nasyonal Teknoloji Enèji nan Etazini te fè yon varyete de likid iyonik. Pwopriyete fizik yo ak etid mekanis absòpsyon gaz kabonik te montre ke nan mitan likid yo bay iyonik, likid iyonik gen pi bon selectivite pou gaz kabonik. An menm tan an, li te jwenn ke likid iyonik gen yon segondè kabòn absòpsyon chaj ak yon pi ba demann chalè rejenerasyon. Anplis de sa, likid iyonik yo diferan de tradisyonèl Solvang òganik. Akòz presyon ki ba vapè yo, temèt konpoze òganik pa pral pwodwi pandan pwosesis la decarbonization. Anplis de sa, likid iyonik ka itilize repete.
Risk nan sezi kabòn
Minis nan Syans ak Teknoloji Wan Gang te di nan yon entèvyou ak medya yo apre reyinyon an twazyèm ministeryèl nan "Kabòn Lidè Lidè Forum la" ki teknoloji kaptire kabòn se relativman matirite, pandan y ap kandida yo aplikasyon ak sekirite nan teknoloji kabòn sezi yo toujou yo dwe konsidere. Etazini, Nòvèj ak lòt peyi yo te enjekte gaz kabonik nan jaden lwil oliv ak gaz ki te eksplwate yo peze soti lwil ki rete a ak gaz, ki pa sèlman ogmante pousantaj la rekiperasyon lwil oliv, men tou pwolonje lavi sa a ki sèvis nan jaden yo lwil oliv ak gaz. Sepandan, kòm Minis Wan te di, risk ki genyen nan te pote pa sezi kabòn pa ta dwe souzèstime.
Flit nan depo anba tè kabòn ka lakòz de kalite risk:
Global risk, se sa ki, si yon pati nan gaz la kabòn nan estrikti nan depo fwit nan atmosfè a, gaz la kabòn lage ka lakòz siyifikatif chanjman nan klima.
Risk lokal, sa vle di, si fwit gaz kabonik soti nan estrikti nan depo, li ka lakòz gaz kabonik ak dlo sale antre nan akwifè a, afekte dlo anba tè, ak polye dlo pou bwè; Li ka lakòz tou katastwòf lokal yo ak moun ak ekosistèm.
Risk ki genyen nan depo lanmè kabòn lanmè yo se:
Gaz kabonik ki fonn nan dlo ap ogmante asidite a nan dlo a. Natirèlman, li posib tou pou ajoute sèten mineral alkalin pou netralize asidite gaz kabonik. Sepandan, soti nan eksperyans aktyèl yo, piki CO2 nan oseyan an pral gen yon enpak sèten sou òganis tou pre pwen an piki nan kout tèm, ak enpak alontèm sou ekosistèm lan maren bezwen plis obsèvasyon. Anplis de sa, tan an retansyon, chanjman mòfoloji, ak direksyon migrasyon nan CO2 nan lanmè a gwo twou san fon apre piki tou bezwen alontèm siveyans.
Kòm yon nouvo teknoloji pou estoke CO2, chimik CO2 depo toujou gen anpil aspè kapab prevwa an tèm de benefis ekonomik ak efikasite rediksyon emisyon.
Konklizyon
Papye sa a yon ti tan entwodui background nan ak konotasyon teknik nan teknoloji CCS, ak diskite sou sitiyasyon aktyèl la nan devlopman kaptire kabòn ak direksyon rechèch la nan diminye pri ekonomik li yo, analiz la risk nan sezi kabòn, ak kèk aplikasyon aktyèl jeni entènasyonal ak domestik. An jeneral, kandida aplikasyon yo nan teknoloji CCS yo laj, ak pwoblèm aktyèl yo ta dwe tanporè. Kòm yon gwo emeteur kabòn, peyi mwen ta dwe fè rechèch an pwofondè nan jaden sa a ak pote soti nan pwojè jeni ki enpòtan. Anplis de sa, otè a tou itilize atik sa a eksprime kèk opinyon imatur: nou pa ta dwe sèlman gade nan teknoloji CCS nan pèspektiv nan difikilte teknik, pri ekonomik, ak risk, men tou, nan pèspektiv nan byosfèr mondyal la. Kòz la nan rechofman atmosfè a se emisyon an twòp nan gaz lakòz efè tèmik. Gaz yo lakòz efè tèmik, sitou ki konpoze de gaz kabonik, ki te pote pa sivilizasyon imen endistriyèl, pral inevitableman vin yon pati nan sik kabòn Latè a. Anvan sivilizasyon endistriyèl la, sik kabòn Latè a te relativman senp ak alontèm balanse. Senpleman mete, plant konsome gaz kabonik ak bèt pwodwi gaz kabonik, ak de la fòme yon balans. Aparisyon nan sivilizasyon endistriyèl te kraze balans sa a ki senp. Rezèv la nan gaz kabonik depase konsomasyon, se konsa twòp emisyon gaz efè tèmik mennen nan rechofman planèt la. Se poutèt sa, ki jan yo konsome depase gaz kabonik gaz lakòz efè tèmik san yo pa afekte ekoloji a nan byosfèr Latè a se kle nan pwoblèm nan. Sa mande pou pa sèlman aplikasyon syans ak teknoloji, men tou bon konprann politik, kominikasyon kiltirèl, ak mwayen ekonomik. Twòp emisyon gaz efè tèmik yo ki te koze pa sivilizasyon imen, e mwen kwè ke sivilizasyon imen pral inevitableman jwenn yon fason yo rezoud enpak li yo!
