Ett kolkraftverk i Conesville, Ohio Bild med tillstånd av Morgue File Kol är det smutsigaste av alla fossila bränslen. Vid bränning, det producerar utsläpp som bidrar till den globala uppvärmningen, skapa surt regn och förorena vatten. Med all hoopla som omger kärnkraft, vattenkraft och biobränslen, du kan bli förlåten för att tro att grumligt kol äntligen är på väg ut.
Men kol är ingen sotig rest av den industriella revolutionen - det genererar hälften av elen i USA och kommer sannolikt att fortsätta göra det så länge det är billigt och rikligt [källa:Energy Information Administration]. Ren kolteknik försöker minska hårda miljöeffekter genom att använda flera tekniker för att rengöra kol och innehålla dess utsläpp.
Kol är ett fossilt bränsle som huvudsakligen består av kol och kolväten. Dess ingredienser hjälper till att göra plast, tjära och gödselmedel. Ett kolderivat, kallas ett stelnat kol koks , smälter järnmalm och reducerar det för att skapa stål. Men de flesta kol - 92 procent av USA:s utbud - går till kraftproduktion [källa:Energy Information Administration]. Elföretag och företag med kraftverk bränner kol för att göra ånga som vänder turbiner och genererar el.
När kol brinner, det släpper ut koldioxid och andra utsläpp rökgas , de böljande molnen du ser rinna ut ur rökstackar. Vissa rena koltekniker renar kolet innan det brinner. En typ av kolberedning, koltvätt , tar bort oönskade mineraler genom att blanda krossat kol med en vätska och låta orenheterna separera och sedimentera.
Andra system styr kolförbränningen för att minimera utsläpp av svaveldioxid, kväveoxider och partiklar. Våta skrubber , eller rökgasavsvavlingssystem, ta bort svaveldioxid, en viktig orsak till surt regn, genom att spruta rökgas med kalksten och vatten. Blandningen reagerar med svaveldioxiden för att bilda syntetiskt gips, en komponent i gips.
Låg-NOx (kväveoxid) brännare minska bildandet av kväveoxider, en orsak till marknära ozon, genom att begränsa syre och manipulera förbränningsprocessen. Elektrostatiska fällare ta bort partiklar som förvärrar astma och orsakar andningsbesvär genom att ladda partiklar med ett elektriskt fält och sedan fånga dem på uppsamlingsplattor.
Förgasning undviker helt att bränna kol. Med integrerade förgasningssystem kombinerade cykler (IGCC), ånga och varm tryckluft eller syre kombineras med kol i en reaktion som tvingar isär kolmolekyler. Det resulterande syngas , en blandning av kolmonoxid och väte, rengörs och bränns sedan i en gasturbin för att producera el. Värmeenergin från gasturbinen driver också ett ångturbin. Eftersom IGCC -kraftverk skapar två energiformer, de har potential att nå en bränsleeffektivitet på 50 procent [källa:U.S. Institutionen för energi].
Nästa, vi lär oss om den mest ambitiösa av ren kolsteknik och vad som måste hända innan rent kol kan bli kommersiellt genomförbart.
Kol kommer inte någonstans snart - det genererar hälften av den amerikanska strömförsörjningen. Aaron Cobbett/Stone/Getty Images Kolfångning och lagring - kanske den mest lovande renkoltekniken- fångar upp och avlägsnar koldioxidutsläpp från stationära källor som kraftverk. Eftersom CO2 bidrar till den globala uppvärmningen, att minska utsläppet till atmosfären har blivit ett stort internationellt bekymmer. För att upptäcka de mest effektiva och ekonomiska medlen för koldioxidavskiljning, forskare har utvecklat flera tekniker.
Rökgasavskiljning tar bort CO2 med ett lösningsmedel, avlägsnar CO2 med ånga, och kondenserar ångan till en koncentrerad ström. Rökgasavskiljning gör kommersiellt användbart CO2, vilket hjälper till att kompensera priset. En annan process, förbränning av bränsle , förbränner bränslet i rent eller berikat syre för att skapa en rökgas som huvudsakligen består av CO2 och vatten-detta undviker den energikrävande processen att separera CO2 från andra rökgaser. En tredje teknik, fångst före förbränning , tar bort CO2 innan det bränns som en del av en förgasningsprocess.
Efter fångst, säkra behållare avlägsnar det insamlade CO2 för att förhindra eller stoppa återinträdet i atmosfären. De två lagringsalternativen, geologisk och oceaniskt , måste innehålla koldioxid tills topputsläppen avtar hundratals år från och med nu. Geologisk lagring innebär att CO2 injiceras i jorden. Utarmade olje- eller gasfält och djupa saltvattenakviferer innehåller säkert CO2 medan ominerbara kolsömmar absorberar det. En process som kallas förbättrad oljeutvinning använder redan CO2 för att bibehålla trycket och förbättra utvinningen i oljereservoarer.
Lagring i havet, en teknik som fortfarande är i ett tidigt skede, innebär att man injicerar flytande CO2 i vattnet 500 till 3, 000 meter djup, där det löser sig under tryck. Dock, denna metod skulle sänka pH -värdet något och eventuellt skada marina livsmiljöer. Alla former av CO2 -lagring kräver noggrann förberedelse och övervakning för att undvika att skapa miljöproblem som uppväger fördelarna med CO2 -inneslutning.
Eftersom alternativa energiformer ännu inte kan ersätta en så billig och riklig energikälla som kol, ren kolteknologi lovar att mildra de allt allvarligare klimateffekterna av kolutsläpp. Verktygsföretag och företag gör det inte, dock, acceptera alltid teknik rent för miljöns skull - tekniken måste först ge ekonomisk mening.
Rengöring av kol och avlägsnande av dess utsläpp höjer avsevärt per-BTU-priset på vad som annars skulle vara ett billigt bränsle. Även om försäljning av biprodukter som gips eller kommersiell CO2 för läsk och torris kan kompensera priset på ren kolteknologi, en avgift på kol kan göra utsläppsminskning ekonomiskt realistisk.
För mer information om ren kolteknologi, Global uppvärmning, alternativ makt och annan relaterad information, kolla in länkarna på nästa sida.
Källor
