211service.com
Exxon har ett smart sätt att fånga kol – om det fungerar
ExxonMobil är fast besluten att lösa en av de största utmaningarna när det gäller att minska koldioxidutsläppen från elproduktionen och säger att de kommer att samarbeta med bränslecellsutvecklaren Bränslecellsenergi att fullfölja en ny form av kolavskiljning — att rena koldioxiden från avgaserna från naturgas- och koleldade kraftverk och lagra den istället för att släppa ut den i atmosfären.
Kolavskiljning och lagring, som det är känt, har länge varit ett mål för stora olje-, gas- och kolproducenter och de verktyg som genererar kraft. Kraftverk som bränner fossila bränslen är de största enskilda källan till koldioxidutsläpp . Forskning och utveckling har hittills fokuserat på derivat av ammoniak som kallas aminer, som kan separera koldioxid från skorstens avgaser.
Den tekniken är dock kostsam och energikrävande, vilket ökar kostnaden för el och tar bort en stor del av den kraft som produceras av anläggningen. En del av problemet är att koncentrationen av koldioxid i avgaserna är så låg: 12 till 15 procent för en kolanläggning och så lite som 5 procent för en modern naturgasanläggning. Försök att bygga kraftverk i stor skala med kolavskiljning, inklusive de olyckliga FutureGen-projektet , har till stor del grundat (se Peabody Energy's Bankruptcy Shows the Limits of 'Clean Coal').
Bränsleceller som denna kunde fånga upp kol från fossilbränsleanläggningar.
Forskning om kolfångande bränsleceller, finansierad av det amerikanska energidepartementet, har pågått i flera år. FuelCell Energy-tekniken skulle använda vad som är känt som en karbonatbränslecell , som använder koldioxid som en av sina insatser, för att fånga upp koldioxiden och koncentrera den till en form som kan transporteras och lagras, troligen i djupa underjordiska förvar. Systemet skulle generera ytterligare el, snarare än att förbruka den, och kraft från hela anläggningen skulle kosta mindre än el från anläggningar som använder tidigare, aminbaserade lösningar.
FuelCell Energy tillverkar bränsleceller som genererar kraft på mer än 50 platser runt om i världen. Att använda dessa bränsleceller för att fånga upp koldioxid och samtidigt producera elektricitet skulle vara en ny tillämpning. Det skulle dramatiskt förbättra ekonomin för kolavskiljning. För en 500 megawatts kolanläggning, till exempel, skulle fånga 90 procent av koldioxidutsläppen kräva ett 400 megawatt bränslecellsystem och öka kostnaden för elen från 6 cent per kilowattimme till 8 cent. Att fånga upp 90 procent av koldioxiden från en naturgasanläggning av samma storlek skulle innebära ett bränslecellsystem på 120 megawatt och skulle lägga ungefär lika mycket på kostnaden för elen.
Jag har varit en förespråkare för karbonatbaserad elektrokemisk CO2-avskiljning i flera år nu, säger William Mustain, docent i kemiteknik vid University of Connecticut som har gjort omfattande forskning om karbonatbränsleceller. Jag tror att den här typen av teknik är precis vad vi bör titta på.
Även om den är lovande erbjuder den här tekniken ingen komplett lösning. Att lägga till 2 cent per kilowattimme till kostnaden för el skulle vara mindre än hälften av ökningen från mer konventionell teknik för koldioxidavskiljning, men det är fortfarande en ökning på 33 procent – en betydande höjning, särskilt i en tid av riklig, lågkostnads-el från naturgas. Och att lägga till bränslecellsystem på hundratals megawatt skulle vara ett kostsamt åtagande för kraftgeneratorer.
Det är enormt, säger Mustain. De skulle behöva bygga något som saknar motstycke. Initial laboratorieforskning kommer att involvera system i kilowatt-skala, sade företagen, senare skalade upp till en pilotanläggning på cirka 2,5 megawatt, långt ifrån den storlek som behövs för att arbeta med att driva kraftverk.
Dessutom är att fånga upp kolet bara ett första steg; den måste sedan transporteras och förvaras under jord. Den bakre delen, att bygga rörledningarna och utveckla de underjordiska lagringsreservoarerna, skulle kosta miljarder dollar. Men att lösa fronten skulle vara ett stort steg framåt.