美國勞倫斯伯克利國家實驗室日前發(fā)布消息稱，他們的一個研究小組有望發(fā)明一種新的發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)利用二氧化碳帶動地?zé)岚l(fā)電。同時，這種方法還能將一部分二氧化碳永久地封存地下。目前，該技術(shù)還在設(shè)計和測試階段，如果進(jìn)展順利，明年夏天將進(jìn)行中試。
這是一種世界首創(chuàng)的全新發(fā)電方式。今年夏天，研究組剛從美國能源部得到了500萬美元的資助。伯克利實驗室的項目負(fù)責(zé)人BarryFreifeld表示，這是全世界第一個把地?zé)峒訜岬亩趸嫁D(zhuǎn)化為電的研究項目，也是第一個能夠同時減少溫室氣體排放又能利用地?zé)徇@種清潔能源的示范項目。
據(jù)介紹，該技術(shù)把二氧化碳注入地下3000米深、125攝氏度的沉積層。在這個條件下，二氧化碳會進(jìn)入超臨界狀態(tài)——同時具有液態(tài)和氣態(tài)性質(zhì)。之后，高溫的二氧化碳會被抽取到地面，壓入渦輪機(jī)將熱能轉(zhuǎn)化為電能。然后，冷卻的二氧化碳重新送回地下開始循環(huán)。經(jīng)過一段時間的循環(huán)，一部分二氧化碳將會永久地沉積下來。系統(tǒng)將添加更多的二氧化碳來保持渦輪機(jī)持續(xù)運行。
目前，碳捕獲和埋存（CCS）技術(shù)被認(rèn)為是降低全球二氧化碳總量的主要技術(shù)之一，它能使燃燒化石燃料排放的溫室氣體不進(jìn)入大氣，減緩全球變暖。但這項技術(shù)卻面臨著造價昂貴的問題。而這項新技術(shù)正好能夠通過發(fā)電來抵消二氧化碳地質(zhì)儲存的高額費用。
這項技術(shù)同時為開發(fā)干旱地區(qū)的地?zé)崮芴峁┝朔奖恪Ｔ缭?0年前，伯克利實驗室和其他研究單位的科學(xué)家就從理論上提出可以用超臨界二氧化碳替代水。他們的研究已經(jīng)證明，超臨界二氧化碳比水更適合用于從地下獲得地?zé)崮堋２贿^，在這個項目之前，還沒有人進(jìn)行過這樣的嘗試。
據(jù)Freifeld介紹，在項目的第一階段，伯克利實驗室的科學(xué)家將會使用數(shù)字模型來預(yù)測隨著越來越多的二氧化碳通過，地下儲氣洞穴該如何完善。而由于從地下上升的過程中，二氧化碳會混合很多烴類和水，普通的渦輪機(jī)難以直接利用。因此，美國Echogen能源系統(tǒng)公司將會通過建模設(shè)計出一種渦輪機(jī)可以使用這種雜質(zhì)較多的二氧化碳。將這兩種模型結(jié)合，科學(xué)家就能估算出最終從二氧化碳中可以得到多少能量。同時，美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的科學(xué)家將會分析整個生命周期的環(huán)境影響。
在第二階段，研究小組將建造并測試渦輪機(jī)。如果進(jìn)展順利，他們將會進(jìn)行中試，地點選在美國能源部從2009年開始資助的一個二氧化碳注入項目。這個項目中已經(jīng)形成了深度達(dá)3000米的儲存洞穴，被證實二氧化碳隔離效果很好。此外，這項測試需要的其他很多基礎(chǔ)設(shè)施，如注入和生氣井、管道等都已經(jīng)建成。
這項技術(shù)還同時利用了傳統(tǒng)地?zé)崮荛_發(fā)中的一個缺點。在傳統(tǒng)的地?zé)崮荛_發(fā)中，熱能在地下傳輸時會損失5%~10%的水。“但是我們正好需要一些二氧化碳留在地層中。”Freifeld說，“我們的方法正好利用這個損失來儲存二氧化碳。”
目前科學(xué)家還無法估計這項技術(shù)能為美國實際生產(chǎn)多少電力。他們說，這取決于CCS工程的規(guī)模和地下高溫儲氣洞穴的成熟度。
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