Pozyskiwanie energii z węgla bez kopania

Przetwarzanie węgla znajdującego się bezpośrednio w ziemi w gazy spalające się w sposób czysty może przynieść ogromne korzyści dla środowiska, z których nie najmniej ważnym byłoby uniknięcie destrukcyjnych operacji wydobywczych. Problem w tym, że technologia podziemnego zgazowania węgla jest wciąż na wczesnym etapie.

Naprawdę czysty węgiel: Swan Hills Synfuels wytwarza czysto spalającą się mieszaninę gazów z węgla w swojej podziemnej instalacji zgazowania na północny zachód od Edmonton. Firma planuje wytworzyć z gazu 300 megawatów energii, jednocześnie magazynując powstały dwutlenek węgla na polach naftowych Alberty.

Teraz rząd Alberty twierdzi, że przekaże 285 milionów dolarów kanadyjskich (271 milionów dolarów) na projekt zgazowania węgla realizowany przez Swan Hills Synfuels z Calgary, który obejmuje najgłębszą w historii operację wytwarzania energii z węgla – bez jej wykopywania.

Poprzednie demonstracje tej technologii zamieniły pokłady węgla o głębokości do 1000 metrów pod powierzchnią w czysto palący się gaz. W przeciwieństwie, Synpaliwa Swan Hills Projekt o wartości 1,5 miliarda C ma zejść na głębokość 1400 metrów. Praca na tej głębokości mogłaby zmniejszyć zagrożenie zanieczyszczenia wód gruntowych przez tlący się rozkładający się węgiel. Mamy 800 metrów skał – w większości nieprzepuszczalnych – między nami a słodkowodnymi warstwami wodonośnymi, mówi prezes Swan Hills, Doug Shaigec.

Co więcej, jeśli technologia może dotrzeć do głębszych warstw węgla, może umożliwić dostęp do znacznie większej ilości paliw kopalnych, mówi Julio Friedmann, który jest liderem projektu zarządzania węglem w Lawrence Livermore National Laboratory w Kalifornii.

Kiedy projekt rozpoczyna się w 2015 roku, Swan Hills ma nadzieję na wytworzenie 300 megawatów energii z gazu węglowego, sprzedając jednocześnie ponad 1,3 miliona ton dwutlenku węgla rocznie. CO2 mógłby być wykorzystywany przez producentów ropy i ostatecznie składowany w szybach naftowych. Mogłoby to skutkować składowaniem od 10 do 20 milionów ton dwutlenku węgla rocznie do 2020 roku. Pomogłoby to Albercie osiągnąć cel wychwytywania dwutlenku węgla na poziomie 25 do 30 milionów ton rocznie na 2020 rok. według raportu z zeszłego miesiąca z aliansu kanadyjskich firm przemysłowych .

Według Shaigeca, testy pilotażowe przeprowadzone przez Swan Hills potwierdzają wykonalność tych obietnic. Mówi, że pilot wyprodukował doskonały gaz przy użyciu pary sąsiednich odwiertów oddalonych od siebie o 50 do 60 metrów, zainstalowanych w pokładach węgla przy użyciu tych samych technik wiercenia kierunkowego, które przyspieszają produkcję gazu ziemnego ze złóż łupkowych.

Tlen jest wtłaczany do szybu wsadowego, a pokład węgla ulega zapłonowi, podnosząc temperaturę do 800 do 900 ºC, a ciśnienie do prawie 2000 PSI. Pod tymi ciśnieniami tlen, węgiel i słona woda (obecne w węglu, a także wtłaczane przez szyb zasilający) reagują, tworząc gaz, który w jednej trzeciej składa się z metanu i w dwóch trzecich z wodoru, wraz z pewną ilością tlenku węgla i węgla. dwutlenek. Gaz jest wciągany na powierzchnię przez sąsiedni szyb produkcyjny, gdzie tlenek węgla jest przekształcany w wodór i CO2, a cały CO2 jest usuwany.

Shaigec milczy na temat tego, jak Swan Hills udało się osiągnąć przepływ gazu między swoimi odwiertami, biorąc pod uwagę niską przepuszczalność węgla zgniecionego pod 1400 metrami skały. Użyliśmy środków mechanicznych, aby ustanowić odpowiednią ścieżkę komunikacji między odwiertami, mówi, przy użyciu standardowych technik wiercenia, uzupełniania i stymulacji. Standardową mechaniczną metodą stymulacji wydobycia gazu łupkowego jest pękanie skał za pomocą wody pod wysokim ciśnieniem.

Dobrze pary: Wiercenie kierunkowe prowadzi parę sąsiednich odwiertów do 1400-metrowego pokładu węgla w zakładzie pilotażowym Swan Hills Synfuels w Albercie. Tlen i woda podawane do jednego odwiertu powodują reakcję zgazowania, wysyłając do drugiego odwiertu czysto palący się gaz syntetyczny.

Shaigec twierdzi, że około 20 par odwiertów powinno generować wystarczającą ilość gazu syntetycznego do zasilania 300-megawatowej elektrowni, którą Swan Hills planuje zbudować z partnerem handlowym, którego jeszcze nie wybrał. Elektrownia będzie identyczna jak konwencjonalna elektrownia opalana gazem ziemnym w cyklu łączonym, z niewielkimi modyfikacjami turbiny gazowej, aby pomieścić mieszankę wodoru i metanu. Dzięki tej bogatej w wodór mieszance zakład wyprodukuje zaledwie 250 kilogramów CO2 na megawatogodzinę mocy. Rezultatem, mówi Shaigec, będzie energia o wiele czystsza niż konwencjonalne generatory zasilane gazem ziemnym i węglem w Albercie, które uwalniają około 400 i 1000 kilogramów na megawatogodzinę.

Tymczasem konkurenci Swan Hills mają nadzieję zbudować własne niskoemisyjne elektrownie, zarządzając ryzykiem zanieczyszczenia wód gruntowych. Z siedzibą w Montrealu Energia Laurusa czeka na pozwolenie na podpalenie studni, które wywierciła w głębokim na 200 metrów pokładzie węgla w dolinie Drayton w prowincji Alberta. Alberta Geological Survey i prowincjalna Rada Ochrony Zasobów Energetycznych stwierdziły w przeglądzie opublikowanym tego lata, że ​​istnieją obawy dotyczące zanieczyszczenia wód gruntowych w wyniku operacji, nazywając to potencjalną przeszkodą.

Dyrektor generalny Laurusa, Rebecca McDonald, twierdzi, że technologia jej firmy, opracowana przez korporacyjnego brata Laurusa, Ergo Exergy, okazała się bezpieczna w przypadku wieloletnich, ciągłych oparzeń w Australii i RPA. Kluczem, jak mówi, jest stałe monitorowanie wód gruntowych i zarządzanie procesem w celu zapewnienia, że ​​woda z otaczających warstw trafia do reaktora i nie wypływa. Ujemny nacisk na pokład oznacza, że ​​zanieczyszczenia nie mogą się stamtąd wydostać i zanieczyścić wody gruntowe, mówi McDonald.

Swan Hills przewiduje, że jego projekt będzie konkurencyjny w stosunku do elektrowni opalanych gazem ziemnym i węglem, które nie wychwytują emisji dwutlenku węgla. Pozycjonujemy to pokolenie jako źródło z wyboru, nie tylko z punktu widzenia środowiska, ale także z punktu widzenia ekonomicznego, co oznacza konkurowanie z konwencjonalnym węglem, a także z generacją opalaną gazem ziemnym w drugiej połowie następnej dekady, mówi Shaigec. .

Sprzedaż dwutlenku węgla producentom ropy będzie kluczowa, mówi Shaigec. I przyznaje, że polityka rządu, która ustala cenę węgla, może tylko pomóc. Nie jesteśmy zbyt drobiazgowi, jeśli chodzi o to, jak ostatecznie przybiera to formę, o ile widzimy bardziej wyrównane warunki [dla] projektów, które praktykują wychwytywanie i składowanie CO2.

ukryć