Поглощение углерода: вариант для смягчения последствий глобального изменения климата
Охрана окружающей среды
Ископаемые виды топлива были одной из основных причин высокого уровня жизни, которыми пользуются промышленно развитых странах. Тем не менее, возможные требования по сокращению выбросов парниковых газов (ПГ), могут ограничить или изменить их использования в будущем. Основным парниковым газом является углекислый газ, и сжигания ископаемых видов энергии является основным источником антропогенных (человека) СО2.
Изменение климата является одной из главных экологических проблем 21 века. Ни один вопрос является столь же сложным, или имеет место, как многие потенциальные последствия для населения земного шара. Наш ответ на этот вопрос может диктовать фундаментальные изменения в том, как мы создаем и использования энергии.
К 2020 году, аппетит мира на энергоносители, вероятно, будет примерно на 75% выше, чем это было в 1990, если не произойдет серьезных изменений в энергетической политике, экологической политики, и / или технологии (1). Атмосферные концентрации CO 2 в настоящее время около 30% выше доиндустриального уровня и растут. Такой рост концентрации внимания Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК), которая была ратифицирована в 1992 году и вступила в силу в 1994 году. РКИК устанавливает "конечной целью" стабилизации "концентрации парниковых газов в атмосфере на таком уровне, который не допускал бы опасного антропогенного воздействия на климатическую систему" (2).
Многие страны начали принимать меры по сокращению или ограничению роста выбросов парниковых газов. Однако большинство мер по сокращению выбросов все равно приведет к росту концентрации СО2 в атмосфере, так как мы излучающих быстрее, чем наши суши и океана раковины может поглотить их. Для стабилизации концентрации СО2 в атмосфере, даже в два раза их нынешний уровень, потребуется резка глобальных выбросов почти на 70% по сравнению с уровнем 1990 года.
Масштабность этой проблемы подчеркивает возможности для новых идей и новых технологий. В предположениях "бизнес как обычно", даже факторинга в ожидаемые тенденции в области технологий и эффективности, прямые затраты на выполнение долгосрочных целей атмосферной концентрации только в США оцениваются в сотни миллиардов долларов, а расходы во всем мире несколько раз больше этой суммы. Однако, если передовые технологии могут быть разработаны и внедрены, общая сумма расходов может быть сокращен примерно в два раза (3). Таким образом, возможностей - таких, как проблемы - также огромны.
В марте этого года в письме к 4 сенаторов, президент Джордж Буш определил политику администрации в отношении сокращения выбросов СО2 от растений мощи США. Он отметил "отсутствие коммерчески доступных технологий для удаления и хранения двуокиси углерода, и он сказал, что администрация будет" продолжать в полной мере изучить глобальные проблемы изменения климата ", с целью разработки технологий и других творческих подходов к решению глобальных изменений климата .
В письме Председателя описывает трудности, связанные с баланса энергии, экологических и экономических целей. В то же время она подчеркивает, что возможности новых технологий - таких, как связывание углерода - могут играть в комплексной и сбалансированной национальной энергетической политики.
В данной статье рассматриваются новые науки и технологий поглощения углерода. В нем излагается план разработан Министерством энергетики США (DOE) для правительства, промышленности и академических кругов, чтобы начать настройку исследований и разработок (R
Что такое углерода?
Есть три основных средств для снижения выбросов CO2, связанных с энергетикой производства без снижения экономических показателей:
1. Улучшение эффективности преобразования энергии и ее конец - использование процессов;
2. Shift с низким уровнем содержания углерода топлива (в том числе - углеродных источников, таких как возобновляемые источники энергии и атомная энергетика), и / или
3. Секвестер выбрасываемого углерода в производстве энергии.
Для снижения выбросов парниковых газов экономично и эффективно, мы должны быть готовы использовать все три из этих методов. На сегодняшний день большинство CO2, стратегий смягчения были сосредоточены на первых 2, а это, по мнению многих, лучший и наиболее экономически эффективные первые шаги в управлении выбросов парниковых газов.
Но в то время мер по повышению энергоэффективности и низким содержанием углерода позволяет сократить выбросы, то весьма сомнительно, являются ли они достаточными для стабилизации концентрации СО2. Таким образом, целесообразно изучить роль, которую могут играть поглощения углерода.
Большинство людей понимают термин "углерода" означает поглощение СО2 деревья и другие растения путем фотосинтеза и их хранение углерода в течение сравнительно короткого периода времени. Еще одна форма поглощения - потребителей инъекционных СО2 в частично истощенных месторождений нефти - уже ведется для повышения добычи нефти. СО2 также могут быть введены в непригодных для промышленной разработки угольных пластов, повышая тем самым восстановления метана из угольных пластов. Однако, это только текущие примеры из многих вариантов поглощения, которые могут когда-нибудь стать технологически и экономически доступных.
В более широком плане поглощения углерода удалении парниковых газов, либо непосредственно от выхлопных потоков промышленных или полезности растений или косвенно из атмосферы, и хранить их долгосрочной перспективе, с тем, что они не могут взаимодействовать с климатической системы (рис. 1).
Энергетики считает, что может быть новыми, инновационные концепции для поглощения. Вопрос, является ли какой-либо из этих идей могут быть разработаны в практических, недорогих подходов.
Разработать план углерода
Изменение климата является не 10 - или 20-летнего вызов. Это задача, в поколениях, а не годами или даже десятилетиями (4). Поэтому долгосрочные варианты должны быть рассмотрены. Мы должны включить - возможно, даже сосредоточиться на - варианты, которые предлагают прогресса в стабилизации концентрации парниковых газов в глобальном масштабе. Стратегия углерода представляет собой долгосрочную R
Настоящее технологий улавливания углерода в настоящее время не доступно, влечет за собой высокие штрафные санкции энергии, и ограниченный характер. Чтобы быть жизнеспособным, углерода должны быть менее дорогостоящими, более эффективных, и большую емкость. Таким образом, Министерство энергетики США установлены следующие программные цели, чтобы руководствоваться в своей деятельности (5):
1. Обеспечение экономически конкурентоспособным и экологически безопасным выбором, чтобы компенсировать все прогнозируемого роста базового выбросов парниковых газов в США после 2010 года, с начала смещения в 2015 году.
2. Обеспечение долгосрочных расходов на цели для поглощения углерода в диапазоне от $ 10/ton предотвращенного себестоимости.
3. Компенсировать по крайней мере половину требуемого сокращения глобальных выбросов парниковых газов, определяется как разница между бизнес, как обычно базовая линия и уровень выбросов соответствует концентрации 550 частей на миллион CO2, начиная с 2025 года.
НОО разрабатывает план для установки R
* Системы исследований и оценок;
* Расширение естественных поглотителей;
* Сбора и разделения технологий;
* Геологического хранения;
* Поглощения океаном и
* Химической и биологической фиксации и повторного использования.
Важно отметить, что связывание углерода является концепцией, которая является как совместим с текущей энергетической инфраструктуры и мост к будущему энергетических систем.
Основное преимущество наших нынешних ископаемого топлива для получения энергии системы, попросту говоря, что он работает. Это сравнительно низкой стоимости. Он использует недорогие и во всем мире богатые ресурсы. И это представляет собой огромный инвестиционный капитал в глобальной инфраструктуры. Он не будет - не должно быть - отказаться ночь (7).
Наземные секвестр
Обсудить эту статью
Чтобы присоединиться к онлайновой дискуссии по этой статье с автором и другими читателями, перейдите на номер ProcessCity Обсуждение статей КЭП на <A HREF = "http://www.processcity.com/cep" целевых = "_blank" относительной = " NOFOLLOW "> www.processcity.com / <белыми / A>.
ЛИТЕРАТУРА
1. Министерством энергетики США, "Международные перспективы в области энергетики 2000", DOE/EIA-0484 (2000), Министерство энергетики США, Администрации по энергетической информации, Вашингтон, DC, p. 1, доступный по адресу <a target="_blank" href="http://www.eia.doe.gov/oiaf/ieo/" rel="nofollow"> www.eia.doe.gov/oiaf/ieo/ < /> tbl_1.html (март 2000).
2. Организации Объединенных Наций, Рамочной конвенции об изменении климата ", опубликованной на странице <a target="_blank" href="http://www.unfccc.de/resource/conv/conv_004.html" rel="nofollow"> www.unfccc .de/resource/conv/conv_004.html </> (май 1992).
3. Ким, SH, а JA Эдмондс, "Потенциал повышения Улавливание и депонирования технологии Климат условного мира", PNNL-13095, Pacific Northwest национальная лаборатория, Вашингтон, округ Колумбия, с.24 (февраль 2000).
4. Kripowicz, RS, "Замечания к связыванию углерода семинар" Министерством энергетики США, Gaithersburg, MD, доступные на странице <A HREF = "http://www.fe.doe" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW" > www.fe.doe </ A>. gov/remarks/99_krip_seqconf.html (сентябрь, 14, 1999).
5. У. С. Отдел. Энергетики ", связывания углерода R
6. Министерством энергетики США, "Карбон исследований депонирования и развития". DOE/SC/FE-1, Министерство энергетики США, Управление по науке и Управления горючих ископаемых, штат Вашингтон. DC, доступный по адресу <a target="_blank" href="http://www.fe.doe.gov/coal_" rel="nofollow"> www.fe.doe.gov / coal_ </ A> мощность / поглощения (декабрь 1999).
7. Kripowicz, RS, "депонирования: новые технологии Функции для нового века," Замечания данного на четвертой Международной конференции по контролю выбросов парниковых газов технологий, Интерлакене, Швейцария, доступные на странице <A HREF = "http://www.fe.doe. gov/remarks/98_carbon.html "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.fe.doe.gov/remarks/98_carbon.html </> (31 августа 1998).
8. США. Министерством энергетики "МЭ Выбор восьми национальной лаборатории проекты, как исследования для сбора, хранения парниковых газов расширяется," МЭ ископаемых энергетических Techline, доступный по адресу <A HREF = "http://www.fe.doe.gov/techline/tl -seqnatlb1.html "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.fe.doe.gov/techline/tl-seqnatlb1.html </> (18 февраля 2000).
9. США. Министерством энергетики "Энергия кафедра выпускает Тринадцать Новые исследовательские проекты, сбора, хранения парниковых газов", НОО ископаемых энергетических Techline, доступный по адресу <A HREF = "http://www.fe.doe.gov/techline/tl- след-ind1.html "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.fe.doe.gov/techline/tl-seq-ind1.html </> (21 июля 2000).
10. Socolow Р., под ред. "Топливо Декарбонизация и секвестрация углерода: доклад о работе семинара," публикация PU / ОЕЭП 302, Принстонский университет, Принстон, штат Нью-Джерси, доступный по адресу <A HREF = "http://www.princeton. образование / ~ ceesdoe / "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> ~ www.princeton.edu/ ceesdoe / </> (1997).
11. Leci, CL, "Развитие Требования для процессов поглощения Эффективное CO2, захват электростанций", преобразования энергии и управления, 38 (Дополнение). с. S45-S50 (1997).
12. Герцог HJ, Е. М. Дрейк ", CO2, Capture, повторного использования и депонирования технологий для смягчения последствий глобального изменения климата", представил на 23-й Международной технической конференции по использованию угля и топливных систем, Clearwater, FL, авторами которого Министерством энергетики США, Федеральная энергетическая технический центр, Питсбург, Пенсильвания (9-13 марта, 1998).
13. Уотсон, RT, MC Zinyowera, и RH-Мосс, ред. "Изменение климата 1995 - влияние, адаптации и смягчения последствий изменения климата: Научно-технический анализ," Вклад Рабочей группы II второй доклад по оценке Межправительственной группы экспертов об изменении климата, Cambridge University Press, New York, NY (1996).
14. Доктор, RD, JC Molberg и PR Thimmapuram ", KRW кислород Blown комбинированном цикле газификации: диоксид углерода рекуперации, транспортировки и утилизации", ANL/ESD-34, Аргоннской национальной лаборатории, Аргон, Иллинойс (1996), как указано в ссылка 12.
15.Condorelli П., SC Смелзер и ГДж Мак-Клири, "Инженерная и экономическая оценка удаления СО2 из ископаемых видов топлива в котлах электростанций, Том 2: газификации угля с комбинированным циклом растений, Доклад № IE-7365, Электроэнергия научно-исследовательский институт, Пало-Альто, Калифорния (1991), как указано в работе. 12.
16.Hendriks, CA, "удаления двуокиси углерода на угольных электростанциях," Kluwer Academic Publishers, Дордрехт, Нидерланды (1994), как указано в работе. 12.
17.Audus, H., П. Фройнд, А. Смит, "Глобальное потепление и ущерб Преимущества смягчения", МЭА парниковых газов R
18.Smelser, SC, RM фонда и ГДж Мак-Клири, "Инженерная и экономическая оценка CO2, удалению из ископаемых видов топлива в котлах электростанций, том 1: пылеугольного-угле", доклад № IE-7365, Электроэнергия научно-исследовательский институт, Пало-Альто, Калифорния (1991), как указано в работе. 12.
19.Mariz, CL ", двуокиси углерода восстановления: Крупномасштабные Дизайн тенденции", представлены на Шестой конференции нефтяной Южного Саскачевана Секции нефти общества CIM, Регина, Саскачеван (1995), как указано в работе. 12.
20 ". Улавливания и хранения", МЭА парниковых газов R
21.U.S. Environmental Protection Agency, "Подземный впрыска (МСЖД) программы", US EPA, Вашингтон, округ Колумбия, доступный по адресу <A HREF = "http://www.epa.gov/safewater/uic.html" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.epa.gov / safewater / uic.html </ A> (обновлено февраля 2001).
22.Torp, TA, "Слейпнер и SACS проекта - Обзор", представленный на пятой Международной конференции по контролю выбросов парниковых газов технологий (GHGT-5), Кэрнс, Австралия (13-16 августа, 2000).
23. "CO2 расширенного восстановления на нефтяном месторождении Уэйберн: Доклад рабочего совещания для обсуждения Мониторинг", доклад № PH3/20, МЭА, парниковых газов R
24.Gunter, WD, в др., "Deep метана угольных пластов в Альберте, Канада: топливо ресурсов с потенциалом нулевого выбросов парниковых газов", представленные на третьей Международной конференции по проблемам удаления двуокиси углерода, авторами которого являются Департамент США по энергии и Электроэнергия научно-исследовательский институт, а принимающей стороной MIT Energy Laboratory, Cambridge, MA (сентябрь 1996).
25.Stevens, SH и др.., "CO2 Секвестрация в глубоких угольных пластов: Результаты экспериментальных и страны потенциал", МЭА парниковых газов R
26.Wong, С. и Б. Гюнтер, "Тестирование CO2,-Enhanced угольного метана восстановления," Вопросы Greenhouse, МЭА парниковых газов R
27.Brewer П., "Созерцая действий: Хранение углекислого газа в океане", представил, как Роджер Ревелл Памятные Лекция Национальной академии наук. Вашингтон, округ Колумбия (9 ноября 1999).
28.Whitman, Д. и Р. Брюэр, "Назначение Круиз на парниковые газы" Ю.С. ньюс энд уорлд отчет, стр. 66, доступный по адресу <a target="_blank" href="http://www.usnews.com/usnews/issue/000103/brewer.htm" rel="nofollow"> www.usnews.com/usnews/issue/ 000103/brewer.htm </> (3 января 2000.).
30.Pacific Международный центр высоких технологий исследований ", CO2, океан депонирования полевой эксперимент: Факты", Тихоокеанский Международный центр высоких технологий исследований, Гонолулу, Гавайи. на странице <a target="_blank" href="http://www.co2experiment.org/facts.htm" <rel="nofollow"> www.co2experiment.org/facts.htm />
Роберт Л. KANE, У. С. DEPT. ЭНЕРГИИ
Даниэль Э. Кляйн, двадцать первая СТРАТЕГИИ
RL Кейн Глобальное изменение климата (ССЗ), выпуск Менеджер Управления энергетики в планирования и анализа окружающей среды, Управление угля и Power Systems в Управлении горючих ископаемых (FE), Вашингтон, округ Колумбия (Телефон: (202) 586-4753 , факс: (202) 586-188, E-почта: <a href="mailto:robert.kane@hq.doe.gov"> robert.kane @ <hq.doe.gov />). В его обязанности входит управление деятельностью, GCC и оценки воздействия внутренних и международных инициатив по GCC ископаемых энергетической программы. Он также координирует деятельность ИП в области связывания углерода, и о программе Challenge климата, весьма успешной программы добровольного сокращения выбросов в электроэнергетике полезности. Он имеет степень бакалавра в области метеорологии из Penn State Univ. и MS в воздухе ресурсов из Univ. Питтсбурга.
DE Кляйн является президентом двадцать первой стратегии, Маклин, VA (Телефон: (703) 893-8333, факс: (703) 893-8813, E-почта: <A HREF = "mailto: dklein@21st-strategies.com "> <dklein@21st-strategies.com />), который он основал в 1995 году будет предоставлять энергетические и экологические консалтинговые услуги коммунальные услуги, государственные учреждения, и другие. Он имеет 25-летний опыт консультирования в области энергетики, окружающей среды, экономический анализ, и он провел сотни проектов, связанных с электрической топлива утилита, поставки угля, транспорт, антимонопольные вопросы и связанные с ними экологические проблемы. Его работа в последние годы основное внимание уделялось вопросам изменения климата, как политики, так и программ со стороны правительства, а также стратегий для частного сектора. Он получил степень бакалавра в городских исследований, Массачусетс технологического института и MBA из Стэнфордского Univ. Высшая школа бизнеса.
