?? 由美国劳伦斯伯克利国家实验室科学家领导的一个研究小组,希望成为世界上首个利用二氧化碳通过地热发电的团队,他们还希望将二氧化碳永久存储到地下。这个研究小组早些时候得到美国能源部500万美元的资助开始设计和测试这项技术。伯克利实验室地球科学部表示,这是利用地热加热二氧化碳来进行发电的首个项目。 研究人员的想法是将二氧化碳注入到地下三公里125℃的沉积层。在这些条件下,二氧化碳成为超临界状态,这意味着它同时具有液态和气态属性。然后,二氧化碳被抽回地面,推动汽轮机,利用热力发电。接着,再将二氧化碳注入到地下循环利用。随着时间的推移,有一部分二氧化碳也会永久封存到地下。更多的二氧化碳会不断注入到系统中驱动汽轮机转动。 这项技术可以帮助抵消地质碳封存的成本。地质碳封存是一项很有前途的减缓气候变化的战略,包括捕获大型固定排放源的二氧化碳并注入到地下。这样可以使化石燃料燃烧而不会释放温室气体到大气中,但是,这项技术成本昂贵。而且封存碳需要耗费大量的电力,包括大型的泵和压缩机,他们开发的这项技术可以利用发电来降低其成本。这个方法还提供了一个挖掘地热能的新方法。十多年来,伯克利实验室的科学家和其他理论认为,超临界的二氧化碳可以用来代替水。他们的工作表明,利用超临界的二氧化碳从地下采热比水更好。但一直没有人尝试这样做。 在项目的第一阶段,俄亥俄州Echogen电力系统公司将设计一种汽轮机来处理夹杂着碳氢化合物和水(在地下阶段产生)的超临界二氧化碳。得克萨斯大学奥斯汀分校的科学家将分析整个寿命过程中对环境的影响。伯克利实验室的科学家将利用数值模型来预测随着时间的推移,储层中将如何渗透越来越多的二氧化碳。他们还将结合Echogen公司的轮机模型,通过耦合储层模型来确定从二氧化碳可以抽取多少能量。 在项目的第二阶段,研究组将建立和测试轮机。如果顺利,他们将在“东南地区碳封存伙伴关系”框架下的Cranfield地区通过一次中试规模的测试来运行该轮机。Cranfield地区地下三公里深的储层已经被证实是个理想的碳封存场地。测试所需的基础设施都已经到位,包括注射井和生产井。二氧化碳将通过得克萨斯州Denbury资源公司经营的管道输送。 目前,确定这项技术能够为美国产生多少电力还为时尚早,这取决于碳捕集与封存运行规模以及能够加热和储存二氧化碳的储层的可利用性等。该技术还将处理常规地热能源系统所面临的一个共同问题:注入到这些系统中的5%~10%的水由于通过孔隙空间而流失。在这种情况下,必须补充更多的水,这样可能会用到备用不多的市政用水。这种方法是想让一部分二氧化碳得到封存。他们的方法是通过一种渐进损失的方法来封存发电厂排放的二氧化碳,而不是排放到大气中。示范计划就是要首次证明在减少温室气体排放的同时可以利用地热能产出清洁的基荷电力。(摘编自《先进能源科技动态监测快报》) |
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伯克利实验室尝试CO2封存同时利用地热能发电技术
发布时间:2011-09-21
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