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燃煤技术依然在向前发展。“清洁煤”概念经常被提及,概念释义之一是指清洁利用煤炭的方法。
主要清洁煤技术
超临界压力煤粉燃烧技术:加拿大的Genesee3号机组以煤炭为燃料发电,在2005年3月1日正式开始商业运营,具有较好的代表性。G3是加拿大第一个使用超临界压力煤粉燃烧技术的电厂。几乎所有电厂都用煤粉燃烧技术,即在燃烧之前把煤转化成煤粉,以便燃烧得更完全。G3不同于那些机组,将水加热到临界温度然后给蒸汽锅炉以压力,这提高了电厂的效率,与传统燃煤电厂相比燃料消耗率(以及温室气体排放量)减少了18%。G3机组配备了污染控制设备,运营商也承诺购买碳补偿,以减少温室气体的排放水平,达到联合循环天然气发电设施水平。G3是加拿大第一个超临界燃煤机组,该技术对现有电厂来说十分先进,并在美国、欧洲和亚洲得到了应用。因此,超临界燃煤电厂对新电厂来说是一个低风险的选择。硫化床技术:PA是加拿大唯一的商业硫化床电厂。该技术在燃烧煤粉时混合了石灰石以吸收硫,同时降低燃烧温度减少氮氧化物的形成。然而,低温也降低了整体效率,因此与同样电量产出的超临界燃煤电厂相比,硫化床电厂消耗较多的燃料,并产生更多的二氧化碳。
整体煤气化联合循环发电技术:还有一种先进的燃煤发电技术叫整体煤气化联合循环发电技术。IGCC电厂使用气化炉把煤转化成合成气,即一氧化碳和氢气的混合物,然后燃烧驱动燃气轮机。IGCC的优势不仅仅是提高了电力生产效率,还在燃烧之前从燃料中去除了硫和重金属等有害物质。高效率的结果是低的燃料消耗及温室气体排放。
现在少数的IGCC试点电厂已经在其他国家建成,气化煤的基本技术以及联合循环电厂已经分别被证实,二者结合仍是新技术,增加了建设成本的不确定性和对可靠性的关注。目前,平准化发电机组的成本预计将高于超临界燃煤技术15%~20%。如果足够的经验不断地积累,IGCC有潜力成为燃煤发电的首选技术。
碳捕捉与封存技术:即使技术有了改进,温室气体排放依然是燃煤发电的关键,所以碳捕捉与封存技术(CCS)将扮演重要角色。现在有若干潜在的碳捕捉与封存技术,包括在燃烧后从废气中洗涤二氧化碳,或者在发电前从燃料中分离二氧化碳。前者效率较低,但是如果二氧化碳洗涤器遇到技术问题,电厂可以正常运营;后者即燃烧前洗涤通常涉及到在一个IGCC电厂中把二氧化碳捕获和气化技术结合起来。这种方法更为有效却把电厂运作和碳捕捉设备捆绑在一起,使电厂丧失了独立运作的能力。
一旦二氧化碳已收集,便通过管道运送到储存区。即一些特殊的地质结构中。
如在开采的或已经枯竭的石油、天然气储藏区,或者深部盐碱咸水层。在加拿大多数省份均有合适的二氧化碳储存区,其中埃尔伯塔是碳封存的绝佳候选省。
潜在技术的发展,大大减少了燃煤发电对环境造成的影响。这些技术能否帮助燃煤发电比核电、天然气发电等拥有成本优势,则仍有待观察。
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