Åtgärda Kinas kolproblem

När William Latta först kom till Kina, 2005, tänkte han leta efter företag att förvärva åt den franska kraftjätten Alstom. Han skapade sitt eget.

Jag visste att miljömarknaden skulle utvecklas, säger Latta. Jag trodde att vi kunde göra något åt ​​Kinas föroreningsproblem och skapa ett lönsamt företag som gör det.

Företaget som Latta grundade, LP Amina, använder ammoniakderivat som kallas aminer för att minska föroreningarna från kolverkens skorstenar, särskilt svaveloxider och kväveoxider. LP Amina gick med i en rad företag som under det första decenniet av detta århundrade genomförde ett program som var avgörande för världens framtid: att städa upp Kinas stora och smutsiga kolindustri.

Det är en monumental och brådskande uppgift. Kina är världens största producent och konsument av kol och förbränner ungefär lika mycket varje år som resten av världen tillsammans. Enligt a studie publicerades först i den medicinska tidskriften The Lancet 1,2 miljoner människor dör i förtid varje år av luftföroreningar i Kina. Det handlar om att befolkningen i Dallas dör varje år, mest på grund av kol. Luftföroreningar kan göra storstäder som Peking och Shanghai nästan obeboeliga, och de gigantiska kolgruvorna i inlandet har härjat tusentals kvadratkilometer.

En lastbil lastad med kol i Peking förra sommaren.

Det är inga nyheter. Vad som är mindre förstått, åtminstone i väst, är att företag som LP Amina till stor del har lyckats, och regeringens strävan att tygla luftföroreningar från kolanläggningar gör framsteg. Föroreningsnivåerna i många av Kinas storstäder sjönk från 2013 till 2014, enligt Greenpeace, och sjönk med nästan ytterligare en tredjedel under första kvartalet 2015. Nivåerna av PM 2,5, de dödliga partiklarna som bidrar till emfysem och andra luftvägssjukdomar, föll med 31 procent i Hebei-provinsen, som inkluderar Pekings storstadsområde, enligt regeringssiffror som samlats in av miljögruppen. Himlen över Peking, Shanghai och Shenzhen – de kustnära megastäderna som drabbats hårdast av kolsmoggen – är inte precis blå, men de blir mindre grå. LP Amina och dess konkurrenter blir faktiskt offer för sin egen framgång. Vår verksamhet är definitivt långsammare – vi kommer att vara hälften så stora i år som vi var förra, säger Latta.

Till stor del har förbättringarna kommit från regeringens tillslag mot eldning av kol för uppvärmning av hem och stängningen av små, smutsiga koleldade anläggningar nära storstäderna. De beror också på den utbredda användningen av scrubbers och annan antiföroreningsteknik som länge har varit standard i väst. Enligt vissa uppskattningar har nära 90 procent av kolverken i Kina nu grundläggande föroreningskontroller. När det gäller de konventionella föroreningarna i rökgas kommer nivån på efterlevnaden i Kina år 2020 att vara lika med USA eller Europa, säger Latta.

Det är en stor miljöprestation, och en som inte har fått tillräckligt med uppmärksamhet i den västerländska pressen. Men det lämnar efter sig en djupare utmaning: växthusgaser, som inte påverkas av scrubbers och andra allmänt tillgängliga föroreningskontrolltekniker. Om du tänker på allt som har hänt fram till omkring 2013 som fas 1 av Kinas stora kolsanering, så är vi nu i fas 2: omvandlingen av kol till syntetisk naturgas, eller syngas. Att fortsätta att minska föroreningarna kommer att kräva att landet tar knepiga steg, som att genomföra kolavskiljning och avsevärt minska användningen av kol.

Den stora frågan är nu, vad händer med CO2? frågar Latta.

Kol-till-gas boom

Betydelsen av den frågan blir uppenbar när du besöker kolindustrin i Shanxi-provinsen, i norra Kina nära gränsen till Inre Mongoliet, som jag gjorde 2014 när jag undersökte min bok Kolkrig . Där, nedanför åslinjer som spåras av rester av muren, levererar hundratals små, smutsiga kolgruvor fortfarande gigantiska koleldade anläggningar som rapar ut miljontals ton koldioxid i atmosfären varje år. Centralregeringens program för att stänga kolkraftverk i öster, nära kusten, har gjort lite åt dem i inlandet. Faktum är att kolindustrin i väst och norr är redo för en dramatisk expansion under det kommande decenniet, enligt den senaste femårsplanen.

En satellitbild av kolrelaterad smog i norra Kina i december 2013.

I Kinas kolsanering var åren från början av 2000-talet till runt 2012 perioden för avsvavling – vilket begränsar utsläppet av konventionella föroreningar och PM 2,5, de saker som dödar människor direkt. Vi befinner oss nu i förgasningens tidsålder.

Det hänvisar till processen att omvandla fast kol till syngas, som består av väte, kolmonoxid och koldioxid. Syngas kan brännas för att producera el eller omvandlas till petrokemikalier. Vad som är lovande ur miljösynpunkt är att kolet kan fångas upp och avlägsnas innan gasen bearbetas, även om syngasanläggningar i allmänhet inte gör detta nu.

Det är ingen ny teknik – avskuren från oljetillförsel under andra världskriget, nazisterna tillverkade flytande bränsle från kol via syngas för att hålla sina jeepar och tankar igång – men förgasning ses nu som den omedelbara vägen framåt för Kinas belägrade kolindustri. Regeringen har tillkännagett planer för dussintals kolförgasningsanläggningar över Inre Mongoliet och Shanxi och Xinjiang-provinserna; de förväntas leverera flytande bränsle till fordon, eten till petrokemiska anläggningar och andra produkter. Enligt Statens energiverk kommer produktionen att nå 50 miljarder kubikmeter syngas per år år 2020. Det skulle vara 25 gånger mer än 2014 års produktion.

Statligt stöd, tillsammans med ökande efterfrågan på syngasderivat, drev en landrusning från och med 2005 när stora statligt ägda företag bröt mark på expansiva och hastigt utformade kol-till-gas-anläggningar. Den första boomen var ett episkt misslyckande, enligt Bobby Wang, produktmarknadsföringsledare för förgasning på GE Power & Water i Kina. De tidiga anläggningarna kunde inte konkurrera med produkter tillverkade av billig naturgas i Mellanöstern.

Frensin har gett vika för ett mer mätt förhållningssätt. Nu har kinesiska energiföretag, inklusive de stora kolleverantörerna, bildat joint ventures med GE och mindre amerikanska företag, som LP Amina, Synthesis Energy Systems och Summit Power, för att bygga ekonomiskt bärkraftiga anläggningar avsedda att leverera syngas för kraftproduktion, petrokemikalier, värme för industriella processer med mera. Så småningom kommer pannorna för att producera elektricitet i dessa anläggningar att använda integrerad förgasningsteknik (IGCC), det mest effektiva sättet att förgasa och bränna kol. När väl dessa toppmoderna förgasare låser upp kolvätena från mineralkol, säger Jason Crew, VD för Seattle-baserade Summit Power, kan du göra alla möjliga saker, inklusive rensa upp kolet.

Men många av de kol-till-gas-anläggningar som ska dras över Kinas torra norra och västra provinser skulle bränna brunkol, det brunkol av låg kvalitet som finns i överflöd i Kina och Sydostasien – vilket för miljöaktivister är den sortens smutsiga, låga- energibränsle som vi borde lämna kvar i marken. Och miljöfördelarna med kolförgasning är omtvistade: enligt en rapport från Greenpeace, som tittade på hela livscykeln för förgasning från gruvdrift till slutanvändning, kan Kinas kol-till-gas-program tillföra miljontals ton koldioxid till atmosfären under det kommande decenniet, vilket gör att de koldioxidminskningsmål som beskrivs i klimatavtalet från november 2014 mellan Barack Obama och den kinesiske presidenten Xi Jinping långt utom räckhåll.

Ändå försöker en rad välfinansierade binationella FoU- och demonstrationsprojekt att få kol-till-gas-anläggningar att spruta ut mindre kol.

Den kinesiska regeringen har slagit ner på användningen av kol för uppvärmning av hem.

Ett av dessa projekt är inte planerat för Inre Mongoliet utan för oljefältet i West Texas. Med stöd av ett anslag på 450 miljoner dollar från det amerikanska energidepartementets Clean Coal Power Initiative, skulle Texas Clean Energy Project kombinera en 400 megawatt IGCC-anläggning med en anläggning som producerar urea för gödningsmedel, plus ett kolavskiljningssystem som skulle ta bort 90 procent av koldioxiden som produceras (cirka två miljoner ton per år) och använda den för ökad oljeutvinning i oljekällorna i Permian Basin. Tillsammans med Summit Power inkluderar de deltagande företagen Siemens, CH2M Hill och en ingenjörs- och konstruktionsenhet inom den statligt ägda energijätten China National Petroleum Corporation. Projektet i Texas beräknas kosta mer än 1,7 miljarder dollar och skulle bli det mest avancerade kolverket som någonsin byggts.

Nyheten i det vi gör är att CO2-avskiljningen är en biprodukt av processen - du gör det i princip gratis, säger Latta.

Det är ett rosa scenario, och det är förmodligen fortfarande decennier bort. Faktum är att de flesta kolavskiljningsprojekt för kolkraftverk har stannat upp eller övergivits. GreenGen, en hyllad IGCC-prototyp i Tianjin som var tänkt som landets första storskaliga kolavskiljningsanläggning, har drabbats av flera förseningar under sin 10-åriga historia och har nyligen minskats. Även om Texas-projektet lyckas, kommer det att vara en livskraftig modell på endast ett fåtal platser där det finns efterfrågan på det fångade kolet. Och tidigast kommer prototypanläggningen inte att vara färdig förrän 2018. I slutändan kan det troligaste sättet för Kina att fortsätta sina framsteg när det gäller föroreningskontroll vara att helt enkelt bränna mindre kol.

Överraskande svängning

I USA har andelen el som genereras från kol sjunkit till under 40 procent och kommer sannolikt att fortsätta att sjunka eftersom billig naturgas är så riklig. Utsikterna till en liknande minskning i Kina verkade, tills nyligen, avlägsna.

Anmärkningsvärt nog, tack vare en avmattande ekonomi, en övergång mot lättare, mindre energiintensiva industrier och ett tillslag mot små, olicensierade kolbrännare, sjönk kolförbrukningen i Kina med nästan 2 procent 2014, enligt Institutet för energiekonomi och finansiell analys, även när ekonomin växte med 7,4 procent – ​​det första fallet på flera decennier. En Greenpeace-rapport som släpptes i maj fann att kolkonsumtionen sjönk med 8 procent under de första fyra månaderna 2015 jämfört med samma period året innan. Om den trenden fortsätter för hela året, skulle det representera den största registrerade minskningen av kolanvändning och CO2 på årsbasis i något land. Som den amerikanska skiffergasrevolutionen visar kan dramatiska svängningar i energiförbrukningen inträffa plötsligt och oväntat. Att hälla miljarder i dyra, futuristiska rena kolanläggningar kan sluta, för framtida energihistoriker, som att kasta bra pengar efter dåliga.

Argumentet som kolindustrin alltid försöker framföra är att måla upp en bild där kol är avgörande för ekonomisk tillväxt, säger Bruce Nilles, programchef för Sierra Clubs Beyond Coal-kampanj. De brukade säga det om USA, och nu går det snabbt åt andra hållet. Nu är deras sista flämtning att försöka skapa en känsla av oundviklighet att kol kommer att brännas i ytterligare 50 år i utvecklingsländer som Kina. Men det är baserat på falska premisser.

Den här historien uppdaterades den 24 juli för att korrigera en uppskattning av mängden mark som har påverkats av kolbrytning och koleldad kraftproduktion i Kina. Den läser nu tusentals kvadratkilometer snarare än miljoner.

Dölj