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美国能源部总结大平原厂二十年运转经验的报告中指出,大平原厂的工程师一致建议未来新建的煤制天然气不要再使用跟他们一样的气化炉,因为他们用的鲁奇气化炉虽然在运转上非常稳定可靠,但是产生的废液成分复杂且难以处理。许多大平原厂的工程师建议未来新建的煤制天然气厂可以采用新开发的流化床气化炉技术,认为该技术可能可以减少废液的产生而降低污水处理的难度。
固体废弃物方面,大平原厂产生的废弃物种类包括:实验室溶剂废物、重金属废弃物、丙酮/ 甲苯/ 乙腈、矿物油、废碱/ 酸、废弃的1,1,1- 三氯乙烷、废弃的催化剂、实验室废弃化学品和工艺清洗残渣。大平原厂有专属的废弃物掩埋场以供气化炉灰分以及各类工艺所产生的固体废弃物掩埋之用。
二氧化碳排放方面,大平原煤制气厂与加拿大的泛加拿大(PanCanadian) 石油公司于1997年达成协议,泛加拿大石油公司从大平原厂购买二氧化碳为其Weyburn 油田提高原油采收率。大平原煤制气厂的二氧化碳捕获与储存(carboncapture and storage,以下简称CCS)设施于2000年10 月开始运作,所捕获的二氧化碳通过328 公里(205 英里)长的管道输送到邻近的加拿大油田,作为提高原油采收率(enhancedoil recovery,以下简称EOR)之用。
大平原厂将捕捉二氧化碳的成本列为商业机密。大平原厂的CCS 设施总投资金额约一亿美元, 泛加拿大公司的EOR 投资则超过十亿美元。据学者估计,大平原厂捕集与运输二氧化碳的成本大约为每吨20 美元。近年来,由于石油业者用于EOR 的二氧化碳的需求不断增加,平均购买价格约在每吨28 美元以上,当原油价格维持在每桶100 美元以上时,石油业者甚至最高有可能出到每吨40 ~ 45 美元来购买二氧化碳。据此可以判断大平原厂的CCS应该有可观的利润。
目前全世界对于煤炭燃烧产生的二氧化碳所做的CCS,大多仅为小规模的示范,或是仍在规划阶段,大平原厂的CCS 是全世界煤炭能源的CCS 中规模最大的,运转经验最久的。然而即使在有利可图,而且运转经验领先全世界的情况下,大平原厂的CCS 捕集率最高时大约也只有50%。
根据大平原厂公布的数据,大平原厂每年捕集的二氧化碳大约三百万短吨,美制的短吨(short ton) 合两千英镑或约0.907 吨,三百万短吨约合二百七十二万吨。大平原厂每年消耗产于邻近Freedom Mine 的褐煤约六百万短吨(约合544 万吨),FreedomMine的褐煤为地表开采,平均热值每英镑约6775 英热值40。根据美国能源信息管理局的资料,北达科他州褐煤的二氧化碳排放系数为218.8
英镑/ 百万英热值。根据这些数据,我们可以估计大平原厂生产煤制合成天然气的二氧化碳排放量约为每年八百万吨(含下游合成气燃烧产生的排放量)。Freedom Mine 的褐煤因为是地表开采,开采过程的能源消耗低于地下开采。根据学者的估算,美国地表开采的煤炭开采过程的二氧化碳排放量约为40.65 公斤/ 短吨(约合44.82 公斤/ 吨)。依此我们可以估计供应大平原厂的褐煤在开采过程的二氧化碳排放量每年约24.4 万吨。Freedom Mine
到大平原厂的距离只有不到十英里(约合16 公里),运输过程产生的二氧化碳可以忽略不计。这样我们可以估算出大平原的CCS 大约可以将煤制合成气的全生命周期二氧化碳排放量减低约三分之一。
无CCS 的合成天然气若是用来发电,其碳排放强度会高于燃煤发电,依照大平原厂的CCS
捕集率扣除捕集的二氧化碳后,其碳排放强度会略低于燃煤发电,但仍显著高于一般的天然气发电。
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