Hvad er ren kulteknologi?

Kul er det mest beskidte af alle fossile brændstoffer. Ved brænding, det producerer emissioner, der bidrager til global opvarmning, skabe sur regn og forurene vand. Med al den hoopla, der omgiver atomkraft, vandkraft og biobrændstoffer, du bliver måske tilgivet for at tro, at snavset kul endelig er på vej ud.

Men kul er ingen sodagtig rest af den industrielle revolution - det genererer halvdelen af ​​elektriciteten i USA og vil sandsynligvis fortsætte med at gøre det, så længe det er billigt og rigeligt [kilde:Energy Information Administration]. Ren kulteknologi søger at reducere barske miljøeffekter ved at bruge flere teknologier til at rense kul og indeholde dets emissioner.

Kul er et fossilt brændstof, der primært består af carbonhydrider og kulbrinter. Dens ingredienser hjælper med at fremstille plast, tjære og gødning. Et kulderivat, kaldet et størknet kulstof koks , smelter jernmalm og reducerer det for at skabe stål. Men de fleste kul - 92 procent af den amerikanske forsyning - går til elproduktion [kilde:Energy Information Administration]. El -virksomheder og virksomheder med kraftværker brænder kul for at lave dampen, der vender turbiner og genererer elektricitet.

Når kul brænder, det frigiver kuldioxid og andre emissioner i røggas , de bølgende skyer, du ser strømme ud af røgstabler. Nogle rene kulteknologier renser kulet, før det brænder. En type kulforberedelse, kulvask , fjerner uønskede mineraler ved at blande knust kul med en væske og lade urenhederne adskille og bundfælde sig.

Andre systemer styrer kulforbrændingen for at minimere emissioner af svovldioxid, nitrogenoxider og partikler. Våde skrubber , eller røggasafsvovlingssystemer, fjern svovldioxid, en væsentlig årsag til sur regn, ved at sprøjte røggas med kalksten og vand. Blandingen reagerer med svovldioxid for at danne syntetisk gips, en komponent i gipsvæg.

Lav-NOx (nitrogenoxid) brændere reducere dannelsen af ​​nitrogenoxider, en årsag til jordniveau ozon, ved at begrænse ilt og manipulere forbrændingsprocessen. Elektrostatiske udfældere fjerne partikler, der forværrer astma og forårsager åndedrætsbesvær ved at oplade partikler med et elektrisk felt og derefter fange dem på opsamlingsplader.

Forgasning undgår helt at brænde kul. Med integrerede forgasningssystemer (IGCC), damp og varm trykluft eller ilt kombineres med kul i en reaktion, der tvinger kulstofmolekyler fra hinanden. Det resulterende syngas , en blanding af kulilte og hydrogen, bliver derefter renset og brændt i en gasturbine for at lave elektricitet. Varmeenergien fra gasturbinen driver også en dampturbine. Da IGCC -kraftværker skaber to energiformer, de har potentiale til at nå en brændstofeffektivitet på 50 procent [kilde:U.S. Institut for Energi].

Næste, Vi lærer om den mest ambitiøse af alle rene kulteknologier, og hvad der skal ske, før rent kul kan blive kommercielt muligt.

Hvor går emissionerne hen?

Carbon opsamling og opbevaring - måske den mest lovende rene kulteknologi- fanger og opsamler kuldioxidemissioner fra stationære kilder som kraftværker. Da CO2 bidrager til den globale opvarmning, at reducere dets frigivelse til atmosfæren er blevet en stor international bekymring. For at opdage de mest effektive og økonomiske midler til kulstofopsamling, forskere har udviklet flere teknologier.

Røggas-separation fjerner CO2 med et opløsningsmiddel, fjerner CO2 med damp, og kondenserer dampen til en koncentreret strøm. Røggasadskillelse gør kommercielt brugbart CO2, hvilket hjælper med at opveje prisen. En anden proces, forbrænding af oxy-fuel , forbrænder brændstoffet i ren eller beriget ilt for at danne en røggas, der primært består af CO2 og vand-dette undgår den energikrævende proces med at adskille CO2 fra andre røggasser. En tredje teknologi, optagelse før forbrænding , fjerner CO2, før det brændes som en del af en forgasningsproces.

Efter fangst, sikre beholdere opsamler det opsamlede CO2 for at forhindre eller standse dets genindtrængning i atmosfæren. De to opbevaringsmuligheder, geologisk og oceanisk , skal indeholde CO2, indtil spidsemissionerne aftager hundredvis af år fra nu. Geologisk lagring indebærer indsprøjtning af CO2 i jorden. Forarmede olie- eller gasfelter og dybe saltvandsmagasiner indeholder sikkert CO2, mens uudvindelige kulsømme absorberer det. En proces kaldet forbedret olieindvinding bruger allerede CO2 til at opretholde tryk og forbedre udvinding i oliereservoirer.

Havopbevaring, en teknologi, der stadig er i sine tidlige stadier, involverer indsprøjtning af flydende CO2 i vand 500 til 3, 000 meter dybt, hvor den opløses under tryk. Imidlertid, denne metode ville sænke pH -værdien lidt og potentielt skade havmiljøer. Alle former for CO2 -lagring kræver omhyggelig forberedelse og overvågning for at undgå at skabe miljøproblemer, der opvejer fordelene ved CO2 -indeslutning.

Da alternative energiformer endnu ikke kan erstatte en strømkilde, der er så billig og rigelig som kul, ren kulteknologi lover at afbøde de stadig alvorligere klimatiske virkninger af kulemissioner. Forsyningsselskaber og virksomheder gør ikke, imidlertid, accepter altid teknologi udelukkende af hensyn til miljøet - teknologien skal først give økonomisk mening.

Rengøring af kul og fjernelse af dets emissioner øger pr. BTU-prisen betydeligt, hvad der ellers ville være et billigt brændstof. Mens salg af biprodukter som gips eller kommerciel CO2 til sodavand og tøris kan opveje prisen på rene kulteknologier, en afgift på kulstof kan gøre emissionsreduktion økonomisk realistisk.

For mere information om ren kulteknologi, global opvarmning, alternativ strøm og andre relaterede oplysninger, tjek linkene på den næste side.

Masser mere information

relaterede artikler

• Ozonforurening Quiz
• Sådan fungerer global opvarmning
• Sådan fungerer Carbon Capture
• Sådan fungerer ozonforurening
• Sådan fungerer brintøkonomien
• Sådan fungerer vindkraft
• Sådan fungerer atomkraft
• Sådan fungerer vandkraftværker
• Hvor meget kul kræves for at køre en 100-watts pære 24 timer i døgnet i et år?
• Har klimaskeptikere ret?

Flere store links

• Grundlæggende kul

Kilder

• "Ren kulteknologi:Sådan fungerer det." BBC nyheder. http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/4468076.stm"Coal Basics 101. "
• Energi Information Administration. http://www.eia.doe.gov/basics/coal_basics.html
• "Fremtiden for kul." Massachusetts Tekniske Institut. http://web.mit.edu/coal/
• "Forskning og udvikling af forgasningsteknologi." Det amerikanske energiministerium. http://www.fossil.energy.gov/programs/powersystems/gasification/index.html
• Herzog, Howard og Dan Golomb. "Carbon opsamling og opbevaring fra brug af fossilt brændstof." Massachusetts Tekniske Institut, Laboratorium for energi og miljø. http://sequestration.mit.edu/pdf/enclyclopedia_of_energy_article.pdf
• Snell, Marilyn Berlin. "Kan kul være rent?" Sierra Magazine. http://www.sierraclub.org/sierra/200701/coal.asp