Войти
Улавливание и хранение углерода (CCS ) или улавливание и связывание углерода и контроль и связывание углерода, это процесс улавливания отходов диоксида углерода (CO. 2) обычно из других точечных источников, таких как цемент завод или биомасса анция, транспортировка на место хранения и складирование где он не попадет в атмосферу, обычно это подземная геологическая формация. Цель состоит в том, чтобы уменьшить выброс больших количеств CO. 2 в атмосферу из тяжелой промышленности. Это потенциальное средство уменьшение вклада глобального потепления и закисления океана из выбросов углекислого газа от промышленности и отопления. Хотя CO. 2 закачивался в геологические формы в течение нескольких десятилетий для различных целей, включая повышение нефтеотдачи, долговременное хранение CO. 2 является относительно новой концепцией.
Углекислый газ может улавливаться непосредственно из воздуха или из промышленного источника (например, электростанции дымовой газ ) с использованием различных технологий, включая абсорбцию, адсорбция, химическая петля, мембранное разделение газов или газогидрат. CCS, применяемый в современной традиционной электростанции, может снизить выброс CO. 2 в атмосфере примерно на 80–90% по сравнению с установкой без CCS. При использовании на электростанции, улавливающей и сжимающей CO. 2, другие системные требования, по оценкам, увеличивают стоимость ватт-часа произведенной энергии на 21–91% для электростанций, работающих на ископаемом топливе; применение этой технологии на практике заводах будет еще более дорогостоящим, особенно если они расположены далеко от места захоронения. По состоянию на 2019 год в мире хранится 17 действующих проектов CCS, улавливающих 31,5 млн т CO. 2 в год, из 3,7 геологически. Большинство из них являются промышленными, а не электростанциями.
УХУ в сочетании с биомассой может привести к чистым отрицательным выбросам. Испытания биоэнергетики с улавливанием и хранением углерода (BECCS) на дровяной установке на электростанции Drax в Великобритании начались в 2019 году: в случае успеха можно удалить одну тонну CO. 2 из атмосферы в сутки.
Хранение CO. 2 предусмотрено либо в глубоких геологических формациях, либо в минеральных карбонатов. Пирогенное улавливание и хранение углерода (PyCCS) также изучается. Глубокие океанские хранилища не используются, поскольку они могут подкислять океан. В настоящее время геологические образования считаются наиболее перспективными участками секвестрации. США Национальная лаборатория энергетических технологий (NETL) сообщила, что Америка имеет достаточно мощностей для хранения углекислого газа более чем на 900 лет при нынешних темпах производства. Общая проблема заключается в том, что долгосрочные прогнозы безопасности лодок или подземных хранилищ очень трудны и неопределенны, и все еще существует риск того, что некоторое количество CO. 2 может просочиться в атмосфере.
Улавливание CO. 2 наиболее эффективно в точечных источниках, такие как большие ископаемые установки для производства топлива или биомассы, предприятия с большими выбросами CO. 2, переработка природного газа, установки для производства синтетического топлива и установки для производства водорода на основе ископаемого топлива. Также возможно извлечение CO. 2 из воздуха, хотя более мощное CO. 2.
Организмы, производящие этанол путем ферментации генерируют холодный, по существу чистый CO. 2, который можно перекачивать под землю. Ферментация производит немного меньше CO. 2, чем этанол по массе.
Примеси в потоках CO. 2, такие как сера и вода, имеют значительное влияние на их фазовое поведение и могут иметь значительную повышенную коррозию материалов трубопроводов и скважин. В случаях, когда присутствуют примеси CO. 2, особенно при улавливании воздуха, для первичной очистки дымового газа потребуется процесс очистки с помощью промывки. Согласно обычным способам газификации углекислого газа в Вашингтоне можно улавливать примерно 65% углекислого газа, содержащегося в нем, и изолировать его в твердой форме.
В общем, три различных конфигурации технологий для улавливания существуют: дожигание, сжигание и сжигание кислородного топлива:
Двуокись углерода можно отделить от воздуха или дымовых газов с помощью абсорбции, адсорбция, мембранное разделение газов или газовые гидраты технологии. Абсорбция, или угольная очистка, аминами является доминирующей технологией улавливания.
Диоксид углерода адсорбируется на MOF (Металлоорганический каркас ) посредством физадсорбции или хемосорбции в зависимости от пористости и селективности MOF, оставляя после себя парниковый газ поток газа с сохранением содержания парниковых газов, и более экологически безопасный. Затем диоксид углерода удаляется из MOF с помощью адсорбции при колебании температуры (TSA) адсорбции при колебании давления (PSA), поэтому MOF можно использовать повторно. Адсорбенты и абсорбенты требуют стадий регенерации, на котором CO. 2 удаляется из сорбента или раствора, который собрал его из дымовых газов, чтобы сорбент или раствор можно было повторно использовать. Растворы моноэтаноламина (МЭА), основная амина для улавливания CO. 2, имеют теплоемкость между 3–4 Дж / г К, поскольку в основном это вода. Более высокая теплоемкость увеличения мощности на стадии регенерации растворителя. Таким образом, чтобы оптимизировать MOF для улавливания углерода, желательны низкие теплоемкость и теплота адсорбции. Кроме того, желательны высокая производительность и высокая селективность для улавливания как можно большего количества CO. 2 из дымового газа. Однако существует компромисс между селективностью и расходом энергии. По мере увеличения количества захваченного CO. 2 энергии и, следовательно, затраты на регенерацию. Большой недостаток использования MOF для CCS - это ограничение, связанное с их химической и термической стабильностью. Текущие исследования на оптимизацию свойств MOF для CCS, но трудно найти эти оптимизации, которые также приводят к стабильному MOF. Металлические резервуары также обладают ограничивающим фактором для потенциального успеха MOF.
Около двух третей общей стоимости CCS приходится на улавливание, что ограничивает широкое внедрение технологий CCS. Оптимизация процесса улавливания CO. 2 предложена осуществимость CCS, поскольку этапы транспортировки и хранения CCS являются довольно зрелыми технологиями.
В настоящее время реализован альтернативный метод химическое циклическое сжигание (CLC). В химическом цикле в качестве твердого переносчика кислорода используется оксид металла. Частицы оксида металла реагируют с твердым, жидким или газообразным топливом в камере сгорания псевдоожиженного слоя, образуя твердые частицы металла и смесь диоксида углерода и водяного пара. Водяной пар конденсируется, оставляя чистый диоксид углерода, который можно изолировать. Частицы твердого циркулирующего металла в другом псевдоожиженном слое, где они реагируют с воздухом, выделяют частицы оксида металла, которые рециркулируют в камеру сгорания псевдоожиженного слоя. Вариантом химического образования петель является кальциевая петля, в которой используется чередование карбонизации и последующего прокаливания носителя на основе оксида кальция в качестве средства улавливания транспорта CO. 2.
После захвата CO. 2 нужно будет транспортировать в подходящие места для хранения. Скорее всего, это будет осуществляться по трубопроводу, который обычно является самым дешевым видом транспорта для больших объемов CO. 2.
Суда также используются методы передачи, где трубопроводы невозможно использовать для транспортировки CO. 2 для других приложений.
Например, в США в 2008 году было около 5800 км трубопроводов CO. 2, а в Норвегии - 160 км трубопроводов, используемых для транспортировки CO. 2 к местам добычи нефти, где он закачивается в более старые месторождения для добычи нефти. Эта закачка CO. 2 для добычи нефти называется повышенным извлечением нефти. На разных стадиях разработки находится также несколько пилотных программ по тестированию длительного хранения CO. 2 в геологических формациях, являющихся нефтедобывающими устройствами. По мере развития технологии меняются затраты, выгоды и недостатки. Согласно Исследовательской службы Конгресса США США: «Есть важные неотвеченные вопросы о требованиях к трубопроводной сети, экономическом регулировании, возмещении затрат на коммунальные услуги, нормативной классификации самого CO. 2 и безопасности трубопроводов. Кроме того, поскольку Трубопроводы CO. 2 для увеличения нефтеотдачи уже используются сегодня, политические решения, влияющие на трубопроводы CO. 2, приобретают неотложность, которая не признается многими. Федеральная классификация CO. 2 как товара (согласно Бюро по управлению земельными ресурсами ) и в качестве загрязнителя (со стороны Агентства по охране окружающей среды ). Возможно, придется решать не только ради будущего внедрения CCS, но также для согласования будущих операций CCS с работой трубопровода CO. 2 сегодня ». В Соединенном Королевстве Парламентское управление науками и технологиями сообщило, что они также рассматривают трубопроводы в качестве транспортных средств на всей территории Великобритании.
Были разработаны различные формы для постоянного хранения CO. 2. Эти формы включают хранение газа в различных глубоких геологических формациях (включая соляные образования и истощенные газовые месторождения) и хранение в твердом состоянии в результате реакции CO. 2 с оксидами металлов с образованием стабильных карбонатов. В прошлом предполагалось, что CO. 2 может храниться в океане, но это усугубит закисление океана и было объявлено незаконным в соответствии с Лондонской конвенцией и Конвенцией OSPAR. Хранение в океане больше не считается целесообразным.
Этот метод, также известный как гео-секвестрация, включает закачку углекислого газа, обычно в сверхкритической форме, непосредственно в подземных слоях геологического образования. Нефтяные месторождения, газовые месторождения, соляные пласты, необслуживаемые угольные пласты и соляные базальтовые образования были предложены в качестве мест хранения. Различные физические (например, очень непроницаемый покров ) и геохимические механизмы улавливания могут предотвратить выход CO. 2 на поверхность.
Непроработанные угольные пласты Программу для хранения CO. 2, потому что молекулы CO. 2 прикрепляются к поверхности угля. Однако техническая осуществимость зависит от проницаемости угольного пласта. В процессе абсорбции уголь высвобождает ранее абсорбированный метан, и метан может быть извлечен (повышенное извлечение метана из угольных пластов ). Продажа метана может быть использована для компенсации части стоимости хранения CO. 2. Однако сжигание образовавшегося метана свело бы на нет некоторые преимущества изоляции CO. 2.
Солевые образования содержат высокоминерализованные рассолы и до сих пор считались бесполезными для человека. Использовались несколько случаев солевые водоносные горизонты для хранения химических отходов. Основным преимуществом солевых водоносных горизонтов является их большой потенциальный объем и частая встречаемость. Основным недостатком солевых водоносных горизонтов является то, что о них известно мало, особенно по с нефтяными месторождениями. Чтобы сохранить приемлемую стоимость хранения, геофизические исследования могут быть ограничены, что приведет к большей неопределенности в отношении водоносного горизонта. В отличие от хранения на нефтяных месторождениях или угольных пластах, ни один побочный продукт не компенсирует стоимость хранения. Механизмы улавливания, такие как структурный улавливание, улавливание остатков, улавливание растворимости и улавливание минералов, могут иммобилизовать CO. 2 под землей и снизить риск утечки.
Часто присутствует двуокись углерода. закачивается в нефтяное месторождение в качестве метода увеличения нефтеотдачи, но, поскольку при сжигании нефти выделяется углекислый газ, это не углеродно-нейтральный процесс.
Альтернативой геохимическому закачиванию было бы физическое хранение углекислого газа в контейнерах с водорослями или бактериями, которые могут разлагать углекислый газ. В конечном итоге было бы идеально использовать бактерию Clostridium thermocellum, метаболизирующую диоксид углерода, в таких теоретических контейнерах для хранения CO. 2. Использование этих бактерий предотвратит превышение давления в теоретических контейнерах для хранения диоксида углерода.
В этом процессе CO. 2 экзотермически вступает в реакцию с доступными оксидами металлов, который, в свою очередь, дает стабильные карбонаты (например, кальцит, магнезит ). Этот процесс происходит естественным путем в течение многих лет и является причиной большого количества поверхностного известняка. Идея использования оливина была продвинута геохимиком Олафом Шуилингом. Скорость реакции может быть увеличена, например, с помощью катализатора или путем реакции при более высоких температурах и / или давлении, или путем предварительной обработки минералов, хотя этот способ может потребовать дополнительной энергии. По оценкам IPCC, электростанции, оснащенной системой CCS с хранением полезных ископаемых, потребуется на 60–180% больше энергии, чем электростанции без CCS.
Экономика карбонизации минералов в масштабе настоящее время становится очевидной. испытано на первой в мире экспериментальной установке в Ньюкасле, Австралия. Новые методы активации и реакции минералов были разработаны GreenMag Group и Университетом Ньюкасла и профинансированы Новым Южным Уэльсом и правительствами Австралии и будут введены в действие к 2013 году.
В 2009 году сообщалось, что ученые нанесли на карту 6 000 квадратных миль (16 000 км) скальных образований в Штатах, которые могут быть использованы для хранения выбросов углекислого газа в США за 500 лет. В исследовании по связыванию минералов в США говорится:
Улавливание реакций путем природных ресурсов Mg и Ca использует минералов с CO. 2 с образованием карбонатов много уникальных преимуществ. Наиболее примечателен тот факт, что карбонаты имеют более низкое энергетическое состояние, чем CO. 2, поэтому карбонизация минералов является термодинамически благоприятной и происходит естественным путем (например, выветривание породы в геологических периодов времени). Во-вторых, изобилие сырья, такого как минералы на основе магния. Наконец, получен карбонаты, повторно высвобождается CO. 2 в атмосфере не является проблемой. Однако обычные пути карбонизации медленны при температуре и давлении окружающей среды. Существенная проблема, решаемая этими усилиями, состоит в том, чтобы определить промышленно и экологически приемлемый путь карбонизации, который позволит осуществить секвестрацию минералов приемлемыми экономическими показателями.
В следующей таблице используются основные оксиды металлов земной коры. Теоретически до 22% этой минеральной массы способно образовывать карбонаты.
| оксид земли | Процент корки | карбонат | Изменение энтальпии (кДж / моль) |
|---|---|---|---|
| SiO 2 | 59,71 | ||
| Al2O3 | 15,41 | ||
| CaO | 4,90 | CaCO 3 | -179 |
| MgO | 4,36 | MgCO 3 | -118 |
| Na2O | 3,55 | Na2CO3 | -322 |
| FeO | 3,52 | FeCO 3 | -85 |
| K2O | 2,80 | K2CO3 | -393,5 |
| Fe2O3 | 2,63 | FeCO 3 | 112 |
| 21,76 | Все карбонаты |
Ультрабазитовые хвостовые рудники являются легкодоступным средством мелкозернистых оксидов металлов, которые могут действовать как искусственные поглотители углерода для снижения чистых выбросов парниковых газов в горнодобывающей промышленности. Ускорение пассивного связывания CO. 2 за счет карбонизации минералов может быть достигнуто за счет микробных процессов, которые усиливают растворение минералов и осаждение карбонатов.
Связывание углеродов около 0,18 доллара США / кВтч стоимости энергии, что делает ее вне досягаемости рентабельности и конкурентных преимуществ перед возобновляемыми источниками энергии.
Согласно одной из публикаций, секвестрация потребляет 25% расчетной выходной мощности завода в 600 мегаватт. После добавления улавливания и сжатия CO. 2 мощность угольной электростанции снижается до 457 МВт.
Для хорошо выбранных, спроектированных и управляемых участков геологического хранения, по оценке IPCC, риски утечки сопоставимы с рисками, связанными с текущими возможностямиовов. Однако этот вывод оспаривается из-за отсутствия опыта такого длительного хранения. CO. 2 может удерживаться в течение миллионов лет, и хотя некоторая утечка происходит через почву, хорошо выбранные места хранения, вероятно, будут удерживать более 99% введенного CO. 2 в 1000 лет. Утечка через нагнетательную трубу представляет собой больший риск.
Хранение минералов не считается имеющим риск утечки. IPCC рекомендует установить ограничение на количество утечек.
Для дальнейшего исследования безопасности секвестрации CO. 2 можно изучить норвежское газовое месторождение Sleipner, так как это старейшее предприятие, хранящее CO. 2 в промышленных масштабах.. Согласно экологической оценке газового месторождения, проведенной после десяти лет эксплуатации, автор подтвердил, что геологоразведка CO. 2 была наиболее формами постоянного геологического хранения CO. 2:
Доступные геологические данные показывают отсутствие крупных тектонических событий после отложения утсирской свиты [соленого коллектора]. Это означает, что геологическая среда тектонически стабильно и подходит для хранения углекислого газа. Улавливание растворимости [является] наиболее надежной и безопасной формой геологического хранения.
В марте 2009 года StatoilHydro опубликовала исследование, показывающее медленное распространение CO. 2 в пласте после более чем 10-летней эксплуатации.
Фаза I проекта Углекислый газ Weyburn-Midale в Weyburn, Saskatchewan, Канада определила, что вероятность выброса хранящегося CO. 2 составляет менее одного процента из 5000. лет. Однако в отчете за январь 2011 года доказательство утечки на земле над этим проектом. Это сообщение было решительно опровергнуто организацией IEAGHG Weyburn-Midale CO. 2 Проект мониторинга и хранения, который показал восьмистраничный анализ исследования, утверждая, что оно не показало никаких доказательств утечки из резервуара.
Чтобы оценить и снизить ответственность за возможные утечки, утечка хранящихся газов, в частности двуокиси углерода, в атмосфере может быть обнаружена с помощью атмосферного газа и может быть количественно определена непосредственно с помощью ковариации завихрений измерения потока.
Схемы CCS будут входить обращение и транспортировку CO. 2 в невиданных ранее масштабах. Проект CCS для одной стандартной угольной электростанции мощностью 1000 МВтует улавливания и транспортировка 30 000 тонн CO. 2 в день к месту хранения. Трубопроводы передачи могут протечь или разорваться. Трубопроводы могут быть запорными клапанами с дистанционным управлением, которые ограничивают количество выброса до запаса изолируемой секции. Например, из разорванного 19-дюймового трубопровода длиной 8 км может выбросить 1300 тонн диоксида углерода примерно за 3–4 минуты. На месте хранения нагнетательный трубопровод может быть оснащен обратными клапанами для предотвращения неконтролируемого выброса из резервуара в случае повреждения трубопровода выше по потоку.
Крупномасштабные выбросы CO. 2 Предоставить опасность удушья. В 1953 году выброса тысяч тонн CO. 2 - сопоставимое со случайным выбросом из магистрального трубопровода CCS CO. 2 - из соляной шахты Мензенграбен человек на расстоянии 300 метров из-за удушья. Неисправность системы пожаротушения углекислого газа в г. большой склад выпустил 50 т CO. 2, после чего 14 жителей рухнули на близлежащей дороге общего пользования. Инцидент Berkel и Rodenrijs в декабре 2008 года был показан пример, когда умеренный выброс CO. 2 из трубопровода под мостом привела к гибели нескольких укрывшихся там уток. Для более точного измерения риска выбросов этого углерода предложено установить сигнальные счетчики CO. 2 по периметру проекта. Самый экстремальный внезапный выброс CO. 2 за историю наблюдений произошел в 1986 году на озереос.
Для обнаружения утечек углекислого газа и эффективности участков геологического связывания. Прогнозируемый исследователь. Утечка из-за впрыска в неподходящих местах или условиях может привести к выбросу углекислого газа обратно в атмосферу. Важно уметь обнаруживать утечки с помощью соответствующих предупреждений, чтобы их обеспечить, а также количественно определить количество утечек для углерода таких целей, как ограничения и политики, оценка экологических факторов утечки углерода, а также учет потерь и затрат на процесс. Для количественного анализа количества углекислого газа в случае утечки или для тщательного наблюдения за хранящимся CO. 2 существует несколько методов мониторинга, которые можно выполнять как на поверхностном, так и на подземном уровнях.
При подземном мониторинге существуют прямые и косвенные методы определения количества CO. 2 в пласте. Прямой метод - это бурение достаточно глубоко для сбора пробы жидкости. Это бурение может быть трудным и дорогостоящим из-за физических свойств. Он также предоставляет данные только в определенном месте. Косвенные методы заключаются в отправке звуковых или электромагнитных волн вниз в резервуар, где они отражаются обратно для интерпретации. Этот подход также является дорогостоящим, но позволяет получать данные по гораздо большему региону; однако ему не хватает точности. Как прямой, так и косвенный мониторинг может периодически или непрерывно.
Сейсмический мониторинг - это тип глобального мониторинга недр. Это делается путем создания вибрационных волн либо на поверхности с помощью вибросейсмической тележки , либо внутри скважины с помощью вращающейся эксцентричной массы. Затем эти колебательные волны распространяются через геологические слои и отражаются, создаваемые модели, которые считываются и интерпретируются сейсмометрами. Он может идентифицировать пути перемещения шлейфа CO. 2. Двумя примерами мониторинга участков геологической секвестрации с использованием сейсмического мониторинга являются проект секвестрации Sleipner и испытание Frio CO. 2 Injection. Хотя этот метод может подтвердить присутствие CO. 2 в данной области, он не может определить особенности окружающей среды или концентрацию CO. 2.
Ковариация вихрей - это метод мониторинга поверхности, который измеряет поток CO. 2 от поверхности земли. Он включает в себя концентрацию CO. 2, а также скорость вертикального ветра с помощью анемометра. Это дает меру общего вертикального потока CO. 2. Вихревые ковариационные машины могут быть использованы как естественный машинный цикл, как создается базовый цикл CO. 2 для места проведения. Примером методов ковариации Eddy, используется для мониторинга участков связывания углерода, является тест Shallow Release. Другой подобный подход - использование накопительных камер. Эти камеры изолированы от земли с входным и выходным потоком, подключенным к газоанализатору. Он также измеряет вертикальный поток CO. 2. Недостатком их накопительных камер является обнаружение утечек CO. 2 на всем участке связывания.
Мониторинг InSAR - это еще один тип мониторинга поверхности. Он включает в себя отправку спутникового сигнала на поверхность Земли, где он отражается обратно в приемник спутника. Исходя из этого, спутник может измерить расстояние до этой точки. В CCS закачка CO. 2 в глубокие подслои геологических механизмов высокие давления. Эти заполненные жидкие слои под высоким давлением на расположенные выше слои, приводят к изменению ландшафта поверхности. В областях, где хранится CO. 2, поверхность часто поднимается из-за высокого давления, высокого давления в глубоких подповерхностных слоях. Эти изменения высоты поверхности соответствуют изменению изменения от спутника вSAR, которое может произойти и измерить.
Сравнение между секвестрацией и использованием уловленного диоксида Улавливание и утилизация углерода (CCU) - это процесс улавливания диоксида углерода (C O 2) для повторного использования для дальнейшего использования. Улавливание и использование углерода может стать ответом на глобальную проблему сокращения выбросов выбросов парниковых газов из основных стационарных (промышленных) источников выбросов. CCU отличается от улавливания и хранения углерода (CCS) тем, что CCU не ставит своей целью и не приводит к постоянному геологическому хранению диоксида углерода. Вместо этого CCU стремится преобразовать уловленный диоксид углерода в более ценные вещества или продукты; такие как пластмассы, бетон или биотопливо ; при сохранении углеродной нейтральности производственных процессов.
Уловленный CO 2 может быть преобразован в несколько продуктов: одна группа - это углеводороды, такие как метанол, для использования в качестве биотоплива и другие альтернативные и возобновляемые источники. энергии. Другие коммерческие продукты включают пластмассы, бетон и реагенты для различного химического синтеза.
Хотя CCU не приводит к положительному выбросу углерода в атмосферу, необходимо принять во внимание несколько важных соображений. Потребность в энергии для дополнительной обработки новых продуктов не должна превышать количество энергии, высвобождаемой при сжигании топлива, поскольку для процесса потребуется больше топлива. Поскольку CO 2 представляет собой термодинамически стабильную форму углерода, производство продуктов из него является энергоемким. Кроме того, опасения по поводу масштабов CCU являются серьезным аргументом против инвестирования в CCU. Перед инвестированием в CCU также следует учитывать доступность другого сырья для создания продукта.
Учитывая различные возможные варианты улавливания и использования, исследования показывают, что те, которые связаны с химическими веществами, топливом и микроводорослями, имеют ограниченный потенциал удаления CO. 2, в то время как те, которые связаны с использованием строительных материалов и сельского хозяйства, могут быть более эффективными
Рентабельность CCU частично зависит от цены на углерод CO 2, выбрасываемого в атмосферу. Использование улавливаемого CO 2 для создания полезных коммерческих продуктов может привести к улавливанию углеродаПо состоянию на сентябрь 2017 г. Глобальный институт CCS определил 37 крупномасштабных объектов CCS в своем отчете Глобальный статус CCS за 2017 г., что на один проект меньше, чем в 2016 г. Отчет о глобальном состоянии CCS. 21 из этих проектов находятся в эксплуатации или строятся, улавливая более 30 миллионов тонн CO 2 в год. Самую свежую информацию см. В разделе «Крупномасштабные объекты CCS» на веб-сайте Global CCS Institute. Для получения информации о ЕС см. Веб-сайт Платформа с нулевыми выбросами.
в Салахе было полностью действующим наземным газовым местным месторождением с закачкой CO 2. CO 2 был отделен от добычи газа и повторно закачан в геологический пласт Кречба на глубине 1900 м. С 2004 года около 3,8 Мт CO 2 было уловлено во время природного газа и сохранено. Закачка была приостановлена в июне 2011 года из-за опасений по поводу целостности уплотнения, трещин и утечки в покрывающий слой, а также перемещение CO 2 за пределы участка углеводородов Кречбы. Этот проект примечателен своим использованием подходов к мониторингу, моделированию и проверке (MMV).
NET Power Facility. Ла-Порт, Техас Министр ресурсов и энергетики Мартин Фергюсон открыл первый проект геологоразведки в южном полушарии в апреле 2008 года. Демонстрационная установка находится недалеко от Нирранда Саут в Юго-Западной Виктории. (35 ° 19'S 149 ° 08'E / 35,31 ° S 149,14 ° E / -35,31; 149,14 ) Завод принадлежит компании CO2CRC Limited. CO2CRC - это некоммерческое исследовательское сотрудничество, используемое государством и промышленностью. В рамках проекта хранится и контролируется более 80 000 тонн газа, богатого диоксидом углерода, который был извлечен из природного газа через скважину, сжат и направлен на 2,25 км в новую скважину. Там газ был закачан в истощенный резервуар природного газа примерно на два километра ниже поверхности. Проект перешел на вторую стадию и исследует улавливание углекислого газа в соленом водоносном горизонте на 1500 метров ниже поверхности. Проект Otway - это исследовательский и демонстрационный проект, ориентированный на всесторонний мониторинг и проверка.
Эта установка не предлагает улавливать CO. 2 при выработке электроэнергии на угле, хотя два демонстрационных проекта CO2CRC в викторианской электростанции и исследовательский газификатор демонстрирует технологии улавливания растворителей, мембран и адсорбентов при сжигании угля. В настоящее время только небольшие -масштабные конструкции заключаются в хранении CO. 2, выделенного из продуктов сгорания угля, для выработки электроэнергии на угольных электростанциях. Работы, которые в настоящее время выполняются GreenMag Group и Университетом Ньюкасла и финансируются Новым Южным Уэльсом и правительством Австралии, и промышленность намерены выполнить пилотную установку карбонизации минералов. 2013.
Проект закачки углекислого газа Gorgon является частью проекта Gorgon, крупнейшего в мире проекта природного газа. Проект Gorgon, расположенный на острове Барроу в Западной Австралии, включает завод по производству сжиженного газа (СПГ), завод по производству бытового газа и проект по закачке двуокиси углерода.
Первые закачки углекислого газа планировалось провести к концу 2017 года. После запуска проекта закачки углекислого газа Gorgon станет крупнейшим в мире заводом закачки CO. 2, способным накапливать до 4 миллионов тонн CO. 2 в год - примерно 120 миллионов тонн в течение срока действия проекта и 40 процентов от общих выбросов проекта Gorgon.
Добыча газа в рамках проекта началась в феврале 2017 года, но улавливание углерода и В настоящее время ожидается, что хранение начнется не раньше первой половины 2019 года (по состоянию на сентябрь 2020 года еще не было проведено независимой проверки), CO. 2, потому что потребует выпуска нескольких пяти миллионов тонн CO. 2, потому что:
Отчет Chevron перед этим сообщением о том, что в ходе пусконаладочных проверок в этом году были обнаружены протекающие клапаны, клапаны, которые могут вызвать коррозию, и недостаток воды в трубопроводе от завода СПГ к нагнетательным скважинам, который может вызвать коррозию трубопровода.
Правительство Канады обязалось 1,8 млрд долларов радиации различных проектов CCS за последнее десятилетие. Основными правительствами и программой, ответственными за финансирование, являются Фонд чистой энергии федерального правительства, Фонд улавливания и хранения углерода Альберты, а также правительство Саскачевана, Британской Колумбии и Новой Шотландии. Канада также сотрудничает с Соединенными Штатами в рамках системы чистой энергии, инициированного администрацией Обамы в 2009 году.
Альберта выделила 170 миллионов долларов в 2013/2014 годах - и в целом 1,3 миллиарда долларов за 15 лет - для финансирования двух крупномасштабных проектов CCS, которые позволяют сократить выбросы CO 2 при переработке нефтеносных песков.
Проект углеродной магистрали Альберты (ACTL), впервые реализованный Enhance Energy, из 240-километрового трубопровода, который собирает углекислый газ из различных источников в Альберте и транспортирует его на нефтяные месторождения Клайв для использования в EOR (повышение нефтеотдачи) и постоянном хранении. В рамках этого проекта стоимостью 1,2 миллиарда канадских труб используется сбор углекислого газа с завода по производству удобрений Redwater и очистительного завода для осетровых рыб. Прогнозы для ACTL делают его проектным проектом по улавливанию и связыванию углерода в мире с расчетной полной мощностью улавливания 14,6 млн тонн в год. Планы строительства ACTL находятся на завершающей стадии, ожидается улавливание и хранение начнутся где-то в 2019 году.
Проект по улавливанию и хранению углерода Quest разработан Shell для использования в проекте Нефтяных песков Атабаски.. Он упоминается как первый в мире коммерческий проект CCS. Строительство для проекта Quest началось в 2012 году и закончилось в 2015 году. Установка улавливания установлена на Scotford Upgrader в Альберте, Канада, где водород производится для модернизации битума из нефтеносные пески в синтетическую сырую нефть. Паровые метановые установки, которые производят водород, также выделяют CO 2 в качестве побочного продукта. Блок улавливания улавливает CO 2 из парового метанового блока с использованием технологии аминовой абсорбции, а уловленный CO 2 транспортируется в Форт Саскачеван, где он закачивается в пористую горную породу, называемые Базальные кембрийские пески для постоянной секвестрации. С начала работы в 2015 году Quest Project хранил 3 млн т CO 2 и будет хранить 1 млн тонн в год, пока находится в рабочем состоянии.
Британская Колумбия добивается успехов в сокращении углерода. Провинция ввела первый в Северной Америке крупномасштабный налог на выбросы углерода в 2008 году. Обновленный налог на выбросы углерода в 2018 году установил цену на уровне 35 выбросов в эквиваленте диоксида углерода. Этот налог будет увеличиваться на 5 долларов в год, пока в 2021 году не достигнет 50 долларов. Налоги на выбросы углерода сделают проекты по улавливанию и секвестрации углерода более финансово осуществимыми в будущем.
Boundary Dam Power Station, принадлежащий SaskPower, представляет собой угольную электростанцию, которая была введена в эксплуатацию еще в 1959 году. В 2010 году SaskPower взяла на себя обязательство дооснащить блок 3 с питанием от бурого угля установку улавливания углерода для снижения выбросов CO 2. Проект был завершен в 2014 году. При модернизации использовалась технология адсорбции амина после сжигания для улавливания CO 2. Захваченный CO 2 планировалось продать компанию Cenovus для использования в нефтедобыче на месторождении Вейберн. Любой CO 2, не использованный для повышения нефтеотдачи пластов, планировалось использовать в рамках проекта Aquistore и хранить в глубоких соленых водоносных горизонтах. Из-за осложнений блок 3 и этот проект не был в сети так долго, как ожидалось, но в период с августа 2017 года по август 2018 года блок 3 был в среднем 65% каждого дня. С начала эксплуатации проект Boundary Dam уловил более 1 млн тонн CO 2 и имеет номинальную мощность улавливания 1 млн тонн в год. SaskPower не намеревается модернизировать остальные свои блоки, поскольку они должны быть выведены из эксплуатации к 2024 году. Будущее одного модернизированного блока на электростанции Пограничная дамба неясно.
Завод по производству синтетического топлива Great Plains, принадлежащий Dakota Gas, представляет собой предприятие газификации угля, которое производит синтетический природный газ и различные нефтехимические продукты из угля. Завод находится в эксплуатации с 1984 года, но улавливание и хранение углерода началось только в 2000 году. В 2000 году компания Dakota Gas модернизировала завод улавливания углерода, продать CO 2 компаниям Cenovus и Apache. Энергия, которая намеревалась использовать CO 2 для увеличения нефтеотдачи (EOR) на месторождениях Weyburn и Midale в Канаде. На месторождение Мидейл закачивается 0,4 млн тонн в год, месторождение Вейберн - 2,4 млн тонн в год, общая мощность закачки составляет 2,8 млн тонн в год. Здесь также проводилось международное совместное научное исследование Weyburn-Midale (или проект IEA GHG Weyburn-Midale CO 2 Monitoring and Storage Project), международное совместное научное исследование, проведенное в период с 2000 по 2011 гг. гг.., Но инъекция продолжалась даже после завершения исследования. С 2000 г. было закачано более 30 млн т CO 2, и проект по установке и увеличению нефтеотдачи все еще продолжается.
Проект солевого водоносного горизонта Альберты (ASAP), Husky Upgrader и пилотный завод по производству этанола, проект Heartland Area Redwater Project (HARP), проект секвестрации в районе Wabamun (WASP) и Aquistore.
Еще одна канадская инициатива - интегрированная сеть CO 2 (ICO 2 N), группа участников отрасли, обеспечивающая основу для улавливания и хранения углерода в Канаде. Другие канадские организации, связанные с CCS, включают CCS 101, Carbon Management Canada, IPAC CO 2 и Canadian Clean Power Coalition.
Из-за большого количества северного Китая, уголь составляет около 60% энергопотребления страны. Большинство выбросов CO 2 в Китае происходит либо от угольных электростанций, либо от угольных химических процессов (например, производство синтетического аммиака, метанола, удобрений, природный газ, и CTL ). Согласно МЭА, около 385 из 900 гигаватт мощности угольных электростанций Китая находятся вблизи мест, подходящих для хранения углекислого газа. Чтобы воспользоваться этими подходящими местами хранения (многие из которых обеспечивают увеличение нефтеотдачи ) и выбросы выбросы углекислого газа, Китай начал использовать несколько проектов CCS. Три таких объекта уже находятся на поздних стадиях строительства, но эти потребляют CO 2 от переработки природного газа или нефтехимического производства. Еще как минимум восемь объектов находятся на раннем этапе планирования и развития. Почти все эти проекты CCS, независимо от источника CO 2, закачивают углекислый газ с целью повышения нефтеотдачи.
Самый первый проект по улавливанию углерода в Китае нефтяное месторождение Цзилинь в Сунъюань, провинция Цзилинь. Он начал пилотный проект по увеличению нефтеотдачи пластов в 2009 году, но с тех порался в коммерческую эксплуатацию для Китайской национальной нефтяной корпорации (CNPC), заключительный этап разработки завершился в 2018 году. Источником диоксида углерода является близлежащее газовое месторождение Changling, из которого добывается природный газ с примерно 22,5% CO 2. После разделения заводе по переработке природного газа диоксид углерода транспортируется в Цзилинь по трубопроводу и закачивается для увеличения нефтеотдачи на 37% на месторождении с низкой проницаемостью. При коммерческой мощности предприятие в настоящее время закачивает 0,6 млн т CO2 2 в год, за весь срок эксплуатации закачано более 1,1 млн тонн.
Sinopec Qilu Petrochemical Corporation - крупная энергетическая и химическая компания, в настоящее время разрабатывающая установка улавливания углерода, первая очередь которой будет введена в эксплуатацию в 2019 году. Объект расположен в городе Цзыбо, Провинция Шаньдун, где есть завод по производству удобрений, который производит большое количество углекислого газа в результате газификации угля / кокса. CO 2 должен улавливаться криогенной перегонкой и транспортироваться по трубопроводу на близлежащее нефтяное месторождение Шэнли для увеличения нефтеотдачи. Строительство первой очереди уже началось, и по завершении она будет улавливать и закачивать 0,4 млн т CO2 2 в год. Нефтяное месторождение Шэнли, как ожидается, также станет местом назначения углекислого газа, улавливаемого электростанцией Шэнли Sinopec, хотя этот объект не будет введен в эксплуатацию до 2020-х годов.
Yanchang Petroleum разрабатывает установку по улавливанию углерода на двух заводах по переработке угля в химикаты в городе Юйлинь, провинции Шэньси. Первая улавливающая установка способ улавливать 50 000 тонн CO 2 в год и была завершена в 2012 году. Строительство второй установки началось в 2014 году и, как ожидается, будет завершено в 2020 году мощностью улавливания 360 000 тонн. в год. Этот углекислый газ будет транспортироваться в бассейн Ордос, один из ведущих угледобывающих, нефтегазодобывающих регионов Китая рядом с нефтяными коллекторами с низкой и сверхнизкой проницаемостью. Недостаток воды в этой области ограничивает использование заводнения для повышения нефтеотдачи пластов, поэтому закачанный CO 2 будет поддерживать развитие увеличения добычи нефти из бассейна.
Немецкая промышленная зона Шварце-Пумпе, примерно в 4 км к югу от города Шпремберг, является домом для первой в мире демонстрационной угольной электростанции CCS, электростанции Шварце-Пумпе. Пилотная мини-установка оснащена кислородно-топливным котлом Alstom, построенным кислородным топливом, а также оборудована очисткой дымовых газов для удаления летучей золы и диоксид серы.. Шведская компания Vattenfall AB инвестировала около 70 миллионов евро в двухлетний проект, который начал работу 9 сентября 2008 года. Электростанция мощностью 30 мегаватт является пилотной. проект прототипа будущих полномасштабных электростанций. 240 тонн CO. 2 в день перевозки на грузовиках на 350 километров (220 миль), где он будет закачиваться в пустое газовое месторождение. Немецкая группа НАБОР назвала его "фиговым листом ". На каждую сожженную тонну угля производится 3,6 тонны диоксида углерода. Программа CCS в Schwarze Pumpe завершилась в 2014 году из-за нецелевых затрат и энергопотребления.
Немецкое коммунальное предприятие RWE эксплуатирует пилотный скруббер CO. 2 на лигнитном топливе Электростанция Niederaußem построена в сотрудничестве с BASF (поставщик моющих средств) и Linde engineering.
В Яншвальде, Германия, план находится в разработке для котла Oxyfuel мощностью 650 тепловых МВт (около 250 электрических МВт), что примерно в 20 раз больше, чем у пилотной установки Vattenfall мощностью 30 МВт, находящейся в стадии строительства, и сравнимо с ними на сегодняшний день испытательными установками Oxyfuel мощностью 0,5 МВт. Технология улавливания дожигания также будет действовать на Jänschwalde.
Электрокатализ с помощью медного комплекса в Нидерландах, помогает снизить углекислый газ до щавелевая кислота.
В Норвегии технологический центр CO. 2 (TCM) в Mongstad начал строительство в 2009 году и завершилось в 2012 году. Он включает в себя два завода по улавливанию (один усовершенствованный амин и один охлажденный аммиак), оба улавливают дымовые газы из двух источников. Это включает газовую электростанцию и дымовой газ крекинг-установки на нефтеперерабатывающем заводе (аналогично дымовым газам угольных электростанций).
В дополнение к этому, на объекте Mongstad также планировалось link полномасштабную демонстрационную установку CCS. Реализация проекта была отложена на 2014, 2018 годы, а затем на неопределенный срок. Стоимость проекта выросла до 985 миллионов долларов США. Затем, в октябре 2011 года, Aker Solutions предложила свои инвестиции в Aker Clean Carbon, что рынок секвестрации углерода «мертв».
1 октября 2013 года Норвегия попросила Гасснова не подписывать любые контракты на улавливание и хранение углерода за пределами Монгстада.
В 2015 году Норвегия рассматривает технико-экономическое обоснование и надеялась реализовать полномасштабный демонстрационный проект по улавливанию углерода к 2020 году.
В 2020 году она объявила «Драккар» («Лангскип» на норвежском языке). Этот проект на 2,7 миллиарда CCS будет улавливать и хранить выбросы углерода цементного завода Norcem в Бревике. Кроме того, он профинансирует установку по сжиганию мусора в Варме Fortum Oslo. Наконец, он профинансирует проект транспортировки и хранения «Северное сияние», совместный проект Equinor, Shell и Total. Этот последний проект будет транспортировать жидкий CO2 от предприятий по улавливанию до терминала в Эйгардене в округе Вестланд. Оттуда CO2 будет закачиваться по трубопроводам в резервуар под морским дном.
Sleipner - это полностью действующее морское газовое месторождение с CO 2 закачка началась в 1996 году. CO 2 отделяется от добываемого газа повторно закачивается в соляной водоносный горизонт Утсира (800–1000 м ниже дна океана) над зонами залежей углеводородов. Этот водоносный горизонт простирается намного дальше на север от объекта Sleipner на его южной оконечности. Большой размер резервуара является причиной того, почему ожидается хранение 600 миллиардов тонн CO 2 спустя много времени после завершения проекта природного газа Sleipner. Объект Sleipner - первый проект, в котором захваченный CO 2 закачивается в геологические объекты с целью хранения, а не с экономической точки зрения EOR.
После успешной эксплуатации пилотной установки в ноябре 2011 года Национальная нефтяная компания Абу-Даби и Абу-Даби Future Energy Company перешли к созданию первой коммерческой установки CCS. в черной металлургии. CO 2, побочный продукт процесса производства чугуна, транспортируется по 50-километровому трубопроводу к нефтяным месторождениям Национальной нефтяной компании Абу-Даби для ПНП. Общая мощность предприятия по улавливанию углерода составляет 800 000 тонн в год.
В бюджете на 2020 год было выделено 800 миллионов фунтов стерлингов на попытки создания двух кластеров CCS к 2030 году для улавливания углекислого газа от тяжелой промышленности и газовых электростанций. станции и храните ее под Северным морем. Crown Estate отвечает за права хранения в континентальном шельфе Великобритании и обеспечивает работу по техническим и коммерческим вопросам, предоставлению услуг в области хранения диоксида углерода в открытом море.
В октябре 2009 г., США Министерство энергетики предоставило гранты двенадцати проектам по улавливанию и хранению углерода в промышленности (ICCS) для проведения технико-экономического обоснования Фазы 1. Министерство энергетики отобрать 3-4 из этих проектов для перехода на Фазу 2, проектирование и строительство, запуск в эксплуатацию в 2015 году. Battelle Memorial Institute, Тихоокеанский Северо-Западный дивизион, Бойсе, Inc. и Fluor Corporation изучают систему CCS для улавливания и хранения CO. 2, связанных с целлюлозно-бумажной промышленностью. Сайт исследования - Boise White Paper L.L.C. бумажная фабрика, расположенная недалеко от городка Валлула в юго-восточном штате Вашингтон. Завод производит около 1,2 млн т CO. 2 ежегодно из трех котлов-утилизаторов, которые в основном работают на черном щелоке, вторичном побочном продукте, образующемся при варке древесины для производства бумаги. Корпорация Fluor разработала индивидуализированную версию технологии улавливания углерода Econamine Plus. Система Fluor также будет уменьшать для удаления остаточных количеств остаточных загрязнителей воздуха из дымовых газов в рамках процесса улавливания CO. 2. Баттель руководит подготовкой тома экологической информации (EIV) для всего проекта, включая геологическое хранение захваченного CO. 2 в глубинных базальтовых образованиях, в более крупном регионе. В EIV должны быть необходимые работы по определенным характеристикам платформы, инфраструктура системы поддержки постоянного соединения CO. 2, улавливаемого на заводе.
В дополнение к добавлению проекта проектам по улавливанию и секвестрации углерода, есть - это ряд программ США, предназначенных для исследования, разработки и широкомасштабного внедрения технологий CCS. Национальная лаборатория энергетических технологий (NETL) по секвестрации углерода, региональные партнерства по секвестрации углерода и Форум лидеров по секвестрации углерода (CSLF).
В октябре 2007 года Бюро экономической геологии при Техасском университете в Остине получило 10-летний субподряд на сумму 38 миллионов долларов на осуществление первого долгосрочного проекта под тщательным мониторингом в Своих Штатах. изучение возможности закачки большого объема CO. 2 для подземного хранения. Проект представляет исследовательскую программу Юго-восточного регионального партнерства по секвестрации углерода (SECARB), финансируемую Национальной лабораторией энергетических технологий США. Министерство энергетики (DOE).
Партнерство с SECARB обеспечивает скорость закачки CO. 2 и емкость хранения в геологической системе Tuscaloosa-Woodbine, которая простирается от Техаса до Флориды. В мире есть потенциал для хранения более 200 миллиардов тонн CO.. 2 из основных точечных источников региона, что соответствует 33 годамам выбросов в странах нынешних темпах. Начиная с осени 2007 года, в рамках проекта будет закачиваться CO. 2 со скоростью один миллион тонн в год на срок до 1,5 лет в рассол на глубине до 10 000 футов (3 000 м) ниже поверхности земли возле нефтяного месторождения Крэнфилд. который находится примерно в 15 милях (24 км) к востоку от Натчеза, штат Миссисипи. Экспериментальное оборудование будет измерять способность геологической среды принимать и удерживать CO. 2.
Демонстрационный проект по выработке электроэнергии и секвестрации углерода FutureGen стоимостью 1,4 миллиарда, объявленный в 2003 году президентом Джорджем Бушем, был отменен в 2015 году из-за задержек и неспособности для привлечения необходимого частного финансирования.
Проект Кемпер - это электростанция, работающая на природном газе, строящаяся в округе Кемпер, штат Миссисипи, которая изначально планировалась как угольная электростанция. Mississippi Power, дочерняя компания Southern Company, начало строительства завода в 2010 году. Этот проект считался центральным в климатическом плане президента Обамы. Если бы он стал работать как угольная электростанция, проект Kemper был бы первой в своей роде электростанции, в которой в таком масштабе использовались технологии газификации и улавливания углерода. Целью выбросов было сокращение CO. 2 до уровня, производимого эквивалентной газовой установкой. Однако в июне 2017 года сторонники - Southern Company и Mississippi Power - объявили, что в настоящее время они будут сжигать на заводе только природный газ.
На заводе возникли проблемы с управлением проектом. Строительство было отложено, а запланированное открытие было отложено на два года, что обошлось в 6,6 раза, что в три раза превышает стандартное смету. Согласно анализу Sierra Club, Кемпер - самая дорогая электростанция, когда-либо построенная для выработки ватт электроэнергии.
Открытие в 1972 году, завод Террелл в Техасе, США, является старейшим действующим промышленным проектом CCS по на 2017 год. CO 2 улавливается во время переработки газа и транспортируется в основном по трубопроводу Val Verde, где он в конечном итоге закачивается в месторождение нефти и вторичные поглотители Sharon Ridge для использования в увеличении нефтедачи. Объект улавливает в среднем от 0,4 до 0,5 миллиона тонн CO 2 в год.
Начав свою работу в 1982 году, предприятие, принадлежащее компании Koch Nitrogen - вторая старейшая крупномасштабная установка CCS, которая все еще работает. Улавливаемый CO 2 является побочным продуктом высокой чистоты при производстве азотных удобрений. Процесс становится экономичным за счет транспортировки CO 2 нефтяных месторождений для EOR.
Около 7 миллионов тонн двуокиси углерода в год извлекается из Газоперерабатывающий завод компании ExxonMobil в Шут-Крик в Вайоминг, транспортируется по трубопроводам к различным месторождениям нефти для увеличения нефтеотдачи. Этот проект действует с 1986 года и обладает вторым по величине мощностью улавливания CO 2 среди всех объектов CCS в мире.
Petra Nova проект на миллиард долларов, принятый NRG Energy и JX Nippon для частной модернизации угольной электростанции в округе Вашингтон, находящейся в совместном владении, с улавливанием углерода после сжигания. Завод, расположенный в Томпсоне, штат Техас (недалеко от Хьюстона), был введен в коммерческую эксплуатацию в 1977 году, а улавливание углерода началось 10 января 2017 года. Энергетическая установка 8 округа Вашингтон вырабатывает 240 МВт и 90% CO 2 (или 1,4 миллиона тонн) улавливается в год. Уловленный углекислый газ (чистота 99%) на электростанции сжимается и направляется по трубопроводу примерно в 82 милях от месторождения West Ranch Oil Field, штат Техас, где он будет работать для повышения нефтеотдачи. Вместимость месторождения составляет 60 миллионов баррелей нефти, а его добыча увеличилась с 300 до 4000 баррелей в день. Ожидается, что этот проект продлится еще как минимум 20 лет.
Иллинойс Индастриал
Проект по улавливанию и хранению в основе Иллинойс является одним из пяти действующих объектов, предназначенных для геологического CO 2 хранение. В проекте было инвестировано 171 миллион долларов от DOE и более 66 миллионов долларов от частного сектора. CO 2 является побочным продуктом процесса ферментации при производстве кукурузного этанола и хранится на глубине 7000 футов под землей в Mt. Соленый водоносный горизонт песчаника Саймона. Установка начала свою секвестрацию в апреле 2017 года и имеет мощность улавливания углерода 1 Мт / год.
Демонстрационный центр NET Power является кислородно-сжигание электростанция, работающая на природном газе, работающая по энергетический циклу Аллама. Благодаря своей уникальной конструкции, установка может снизить выбросы в атмосферу до нуля, производя почти чистый поток CO 2 в виде отходов, которые могут быть отправлены на хранение или утилизацию. Завод впервые был запущен в мае 2018 года.
Occidental Petroleum вместе с Sandridge Energy эксплуатируют завод по переработке углеводородного газа в Западном Техасе и соответствующую трубопроводную инфраструктуру, которая обеспечивает CO 2 для использования в EOR. Обладая общей производительностью по улавливанию CO 2 8,4 Мт / год, завод Century является крупнейшим промышленным производством CO 2 в мире.
Проект ANICA направлен на экономически целесообразной технологии улавливания углерода для известных и цементных заводов, на долю которых приходится 5% от общих антропогенных выбросов двуокиси углерода. С 2019 года консорциум из 12 из Германии, Соединенного Королевства и Греции работает над разработкой новых концепций государства современный процесс карбонатной лопаточки с косвенным нагревом (IHCaL) в производстве цемента и извести. Проект направлен на снижение энергетических штрафов и затрат по предотвращению выбросов CO 2 для CO2улавливания на заводх извести и цемент. В течение 36 месяцев проект доведет технологии IHCaL до высокого уровня технической зрелости за счет долгосрочных пилотных испытаний в отраслевых средах и развертывания точного одномерного и трехмерного моделирования.
Ожидаемая в 2021 году Инициатива CCUS Backbone в Португалии Роттердама нацелена на создание «магистрали» общей инфраструктуры CCS для использования используемых предприятий, расположенных вокруг Порт Роттердама в Роттердаме, Нидерланды. Проект, находящийся под контролем порта Роттердама, газовой компании Gasunie и EBN, рассчитан на улавливание и улавливание 2 миллионов тонн углекислого газа в год, начиная с 2020 года, и увеличение этого количества в будущем. Несмотря на то, что этот проект зависит от участвующего проекта, цель этого проекта в значительном сокращении промышленного сектора портала в Нидерландах после недавнего отмененного проекта ROAD. Углекислый газ, улавливаемый местными химическими заводами и нефтеперерабатывающими заводами, будет поглощен морским дном Северного моря. CCU, в котором используется уловленный диоксид углерода, используется для ускорения роста растений, а также других промышленных пользователей.
Хотя большая часть промышленного улавливания углерода используется с использованием улавливания после сжигания, используются несколько известных проектов, в которых используются различные альтернативные методы улавливания. Было построено несколько небольших экспериментальных и демонстрационных установок для исследований и испытаний с использованием этих методов, несколько предлагаемых проектов на ранней стадии разработки в промышленных масштабах. Некоторые из наиболее известных альтернативных проектов по улавливанию углерода включают:
Компания Climeworks открыла первый коммерческий завод прямого улавливания воздуха в Цюрих, Швейцария. Их процесс включает улавливание диоксида углерода непосредственно из окружающего воздуха с использованием запатентованного фильтра, изоляцию захваченного диоксида углерода при высокой температуре и, наконец, транспортировку его в ближайшую теплицу в качестве удобрения. Завод построен рядом с предприятием по утилизации отходов, которое использует избыточное тепло для питания завода Climeworks.
Climeworks также работает с Reykjavik Energy над проектом CarbFix2 при финансовой поддержке Европейского Союза. Этот проект, расположенный в Хеллишейди, Исландия, использует технологию прямого захвата воздуха для геологического хранения углекислого газа за счет работы в сочетании с большим геотермальной электростанцией. Как только углекислый газ улавливается фильтрами Climeworks, он нагревается за счет тепла геотермальной установки и связывается с водой. Затем геотермальная установка закачивает газированную воду в горные породы под землей, где углекислый газ реагирует с базальтовой породой и образует карбонитные минералы.
Исследователи из Центра прикладных энергетических исследований Университета Кентукки в настоящее время разрабатывает опосредованное водорослями преобразование дымовых газов угольных электростанций в углеводородное топливо. В ходе своей работы эти исследователи доказали, что углекислый газ в дымовых газах от угольных электростанций может улавливаться с помощью водорослей, которые можно собирать и использовать, например, в качестве сырья для производства углеводородного топлива..
CCS встретила политическое сопротивление со стороны критиков, которые говорят, что широкомасштабное развертывание CCS рискованно и дорого, и что вариант - возобновляемая энергия. Использование CCS с хранением опасного радиоактивных отходов от атомных электростанций.
могло бы снизить выбросы CO. 2. из дымовых труб угольных электростанций на 85–90% и более, но это не влияет на выбросы CO. 2 в результате выброса угля. Это фактически "увеличит такие выбросы и загрязняющих воздух веществ на единицу чистой поставленной энергии и увеличит все экологические, землепользование, загрязнение воздуха и водное воздействие в результате добычи, обработка и переработка угля, система CCS требует На 25% больше энергии, то есть на 25".
Кроме того, при сравнении энергоэффективности электростанций на чистой ископаемом топливе CCS и возобновляемой электроэнергии было обнаружено исследование 2019 года., возвращенная на соотношение вложенной энергии (EROEI) методов обоих производства, оценена с учетом их эксплуатационных и инфраструктурных затрат энергии. Производство возобновой электроэнергии включает солнечную и ветровую энергию с достаточным запасом энергии.
С одной стороны, Гринпис утверждает, что CCS может привести к удвоению угольной станции, что CCS также заявляет, что деньги, потраченные, энергии и хранения было предпочтительнее, чем CCS на ископаемом топливе. на CCS, отвлекут инвестиции от других решений по изменению климата. оны, BECCS используется в некоторых сценариях IPCC, чтобы помочь достичь целей по смягчению последствий, таких как 1,5 градуса C.
В некоторых странах, например, в Великобритании, несмотря на то, что CCS будет опробован на газовых электростанциях, это также будет считаться полезным для декарбонизации промышленности и отопления.
Есть несколько причин, по которым CCS может вызвать рост цен при использовании на газовых электростанциях. Во-первых, повышенные потребности в энергии для улавливания и сжатия CO. 2 значительно увеличивают эксплуатационные расходы электростанций, оборудованных CCS. Кроме того, добавляются инвестиционные и капитальные затраты.
Повышенная энергия, необходимая для процесса улавливания углерода, также называется штрафом за энергию. Было подсчитано, что около 60% потерь энергии происходит из-за самого процесса улавливания, 30% приходится на сжатие CO. 2, оставшиеся 10% приходится на электроэнергию для необходимых насосов и вентиляторов. Ожидается, что технология CCS будет использовать от 10 до 40 процентов энергии, производимой электростанцией. CCS увеличит потребность в топливной установке с CCS примерно на 15% для газовой установки. Стоимость этого дополнительного топлива, а также затраты на хранение и другие системные затраты, по оценкам, увеличивают стоимость энергии от электростанции с CCS на 30–60%, в зависимости от конкретных обстоятельств.
И, как и на большинстве химических заводов, строительство установок CCS является капиталоемким. Докоммерческие демонстрационные проекты CCS, вероятно, будут дороже, чем зрелая технология CCS; общие дополнительные затраты на ранний крупномасштабный демонстрационный проект CCS оцениваются в 0,5–1,1 миллиарда евро на проект в течение всего срока действия проекта. Возможны другие приложения. CCS была испытана для угольных электростанций в начале 21 века, но она признана экономически нецелевой в большинстве стран (по состоянию на 2019 год испытания все еще продолжаются в Китае, но сталкиваются с проблемами логистики транспортировки и хранения).
Стоимость электроэнергии, произведенной из различных источников, включая те, которые включают технологии CCS, можно найти в стоимость электроэнергии с разбивкой по источникам.
По состоянию на 2018 год цена углерода составляет не менее 100 евро. По оценкам, для обеспечения жизнеспособности промышленных УХУ вместе с тарифами на выбросы углерода.
, по оценкам правительства Великобритании, сделанным в конце 2010-х годов, улавливанием углерода (без хранения), по оценкам, к 2025 г. стоимость электроэнергии от современной газовой электростанции : однако большую часть CO2 необходимо хранить, поэтому в целом увеличение стоимости электроэнергии, произведенной на газе или биомассе, составляет около 50%.
Возможные бизнес-модели для промышленного улавливания углерода включают:
Контракт на разницу цен за сертификат CfDC CO2
Открытая книга Cost Plus
База регулируемых активов ( RAB)
Обмениваемые налоговые льготы для CCS
Обмениваемые сертификаты CCS + обязательство
Создание низкоуглеродного рынка
Правительство по всему миру предоставили ряд различных видов финансовой поддержки демонстрационных проектов CCS, включая налоговые льготы, ассигнования и гранты. Финансирование как с желанием ускорить инновационную деятельность для CCS как низкоуглеродной технологии, так и с необходимой экономической деятельностью.
CCS сталкивается с конкуренцией со стороны зеленого водорода.
Одним из способов финансирования будущих проектов УХУ может быть использование Механизма чистого развития Киотского протокола. На COP16 в 2010 году Вспомогательный орган для консультирования по научным и техническим аспектам на своей тридцать третьей сессии выпустил проект документа, рекомендующее включение улавливания и хранения углекислого газа в геологических формациях в деятельности по проекту Механизма чистого развития. На COP17 в Дурбане было достигнуто окончательное соглашение, позволяющее проектм CCS получать поддержку через Механизм чистого развития.
Теоретическим достоинством систем CCS обеспечивает сокращение выбросов CO. 2 до 90%, в зависимости от типа установки. Как следует использовать CCS во время производства электроэнергии, улавливания, распространения и хранения CO. 2. В этих разделах обсуждаются вопросы, связанные с хранением.
Для улавливания CO. требуется дополнительная энергия, что для производства же количества энергии необходимо использовать значительно больше топлива в зависимости от типа установки. Дополнительные потребности в энергии для станции комбинированного цикла природного газа (NGCC) существуют от 11 до 22% [IPCC, 2005]. Очевидно, что использование топлива и экологические проблемы, связанные с добычей газа, соответственно увеличиваются. Установки, оборудованные системы селективного каталитического восстановления для оксидов азота, образующихся при сжигании, требуют пропорционально большего количества аммиака.
. В 2005 году МГЭИК выделила энергия в атмосфере различных установок CCS. конструкции. В то время как CO. 2 резко снижается, хотя никогда полностью не улавливается, выбросы загрязнителей воздуха значительно увеличиваются, как правило, из-за потерь энергии при захвате. Следовательно, CCS влечет за собой снижение качества воздуха. Тип и количество загрязнителей воздуха по-прежнему зависит от технологии. CO. 2 улавливаются щелочными растворителями, улавливая кислый CO. 2 при более высоких температурах в абсорбере и высвобождая CO. 2 при более высоких температурах в десорбере. Установки CCS с охлажденным аммиаком неизбежно выбросы аммиака в атмосфере. «Функционализированный аммиак» выделяет меньше аммиака, но амины могут образовывать эти вторичные амины, и они будут выделять летучие нитрозамины в результате побочной реакции с нитрогендиоксидом, присутствует в любом дымовом газе даже после DeNOx. Тем не менее, существуют передовые выбросы в испытаниях с низким давлением, парами или без этих выбросов.
Теоретическим достоинством систем CCS составляет выброс CO. 2 до 90%, в зависимости от типа установки. Как следует использовать CCS во время производства электроэнергии, улавливания, распространения и хранения CO. 2. В этих разделах обсуждаются вопросы, связанные с хранением.
Для улавливания CO. требуется дополнительная энергия, что для производства же количества энергии необходимо использовать значительно больше топлива в зависимости от типа установки. Для новых сверхкритических установок по производству пылевидного угля (ПК), использующих современные технологии, дополнительные потребности в энергии составляют от 24 до 40%, а для комбинированного циклом газификации на основе угля (IGCC) они составляют 14-25% [IPCC, 2005 ]. Увеличиваются, увеличиваются, увеличиваются. Заводы, оборудованные системы обессеривания дымовых газов (FGD) для контроля диоксида серы, требуют пропорционально большего количества известняка, и системы, оборудованные селективным каталитическим восстановлением системы для оксидов азота, образующихся при сжигании, обеспечивают большее количество аммиака.
В 2005 году МГЭИК предоставила оценку выбросов в атмосферу от различных конструкций установок CCS. В то время как CO. 2 резко снижается, хотя никогда полностью не улавливается, выбросы загрязнителей воздуха значительно увеличиваются, как правило, из-за потерь энергии при захвате. Следовательно, CCS влечет за собой снижение качества воздуха. Тип и количество загрязнителей воздуха по-прежнему зависит от технологии. CO. 2 улавливаются щелочными растворителями, улавливая кислый CO. 2 при низких температурах в абсорбере и высвобождая CO. 2 при более высоких температурах в десорбере. Установки CCS с охлажденным аммиаком неизбежно создают выбросы аммиака в атмосфере. «Функционализированный аммиак» выделяет меньше аммиака, но амины могут образовывать эти вторичные амины, и они будут выделять летучие нитрозамины в результате побочной реакции с нитрогендиоксидом, присутствует в любом дымовом газе даже после DeNOx. Эти не менее, существуют выбросы парниковых газов. Тем не менее, все амины заводов по улавливанию объединяет то, что практически 100% диоксида серы, оставшегося на заводе, вымывается из дымовых газов, то же самое относится к пыли / золе.
.
Энергетический портал  | На Wikimedia Commons есть носители, связанные с улавливанием и хранением углерода. |
