許多人希望,到2030年我們能建立一個(gè)主要依賴于太陽能或風(fēng)能等可再生能源的低碳能源市場。這將帶來間歇現(xiàn)象的重大問題,可再生能源提供的能源是多種多樣的;不僅僅是風(fēng)能或太陽能。倫敦帝國理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)正在實(shí)施由英國工程和物理科學(xué)研究委員會(huì)資助的令人驚嘆的碳捕集與封存項(xiàng)目,其中一部分內(nèi)容就是調(diào)查如何讓化石燃料電廠在作為后備力量的同時(shí)僅排放少量的二氧化碳。
能源需求峰值是國家電網(wǎng)的面臨的最大
難題之一,而間歇發(fā)電只會(huì)讓問題變得更嚴(yán)重。目前的考慮是,可以通過在高效的燃煤電廠整合碳捕集技術(shù)來填補(bǔ)這些缺口。當(dāng)?shù)蹏砉W(xué)院的工程師們開始研究怎樣在現(xiàn)實(shí)中實(shí)現(xiàn)這一想法時(shí),似乎找到了一個(gè)被許多人忽視的關(guān)鍵點(diǎn)。
目前,大多數(shù)碳捕集與封存研究都在“穩(wěn)定狀態(tài)”下進(jìn)行,被研究的電廠的發(fā)電和
碳排放都處于常數(shù)水平。如果化石燃料要開始提供更多的后備容量,這些電廠大部分時(shí)間都要以較低水平運(yùn)行,需求增加將要求它們快速地提高運(yùn)行水平?!拔覀冏⒁獾剑瑤缀跛械难芯慷紱]有考慮到需求的變化會(huì)對碳捕集產(chǎn)生怎樣的影響,”領(lǐng)導(dǎo)這一工作的來自帝國理工學(xué)院過程系統(tǒng)工程中心的Niall Mac Dowell博士解釋道?!叭绻覀兿胱寴I(yè)內(nèi)注意到這一問題需要解決;特別是,碳捕集與封存電廠以利益最大化的負(fù)荷跟蹤方式運(yùn)行的能力對于其技術(shù)上的長期成功非常關(guān)鍵。”
因此,該研究團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)他們認(rèn)為的2030年能源市場實(shí)際情況的模型,包括電廠的種類和可能采用的各種碳捕集技術(shù)。需求高峰和低谷也表明他們測量碳捕集量的方式需要進(jìn)行重新考慮。通常的度量標(biāo)準(zhǔn)是瞬間的捕集(DoC),即產(chǎn)生的二氧化碳中沒有排放出去的比例。在一個(gè)穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)中,瞬間捕集是比較好的測量方式,但情況出現(xiàn)變化時(shí),就需要開發(fā)一種新的度量標(biāo)準(zhǔn);在此項(xiàng)研究中,這被定義為綜合捕集度(IDoC)。綜合捕集度也是指產(chǎn)生的二氧化碳中沒有排放出去的比例,但所指的時(shí)間范圍要長得多。
該研究團(tuán)隊(duì)通過觀察一個(gè)煤電廠12個(gè)月內(nèi)的綜合捕集度并考慮其可能被要求采取行動(dòng)的頻率,調(diào)查了適用于各種情景的最佳技術(shù)。這一問題的關(guān)鍵是,碳捕集與封存在大部分時(shí)間都必須是高效的,因此如果有一種技術(shù)能非常好的處理低負(fù)荷運(yùn)行,那就能抵消掉短期的高負(fù)荷運(yùn)行產(chǎn)生的碳排放。
這一團(tuán)隊(duì)測試了三種主要的情景和技術(shù)并以行業(yè)內(nèi)能理解的度量標(biāo)準(zhǔn)——利潤作出比較。他們的研究突出了溶劑封存碳的這種特殊用途十分有趣。盡管目前這一研究仍處于理論階段,但鑒于碳捕集與封存會(huì)給設(shè)備帶來額外的成本,因此需要行業(yè)參與和接受這些想法。“我很自豪的是,我們已經(jīng)與殼牌集團(tuán)商談了可能的實(shí)施項(xiàng)目,”Mac Dowell博士說,“他們對這一概念很感興趣,我們有可能在未來看到這一概念應(yīng)用到英國的碳捕集與封存商業(yè)化項(xiàng)目中?!?/div>