211service.com
Stroom halen uit steenkool zonder het op te graven
Het rechtstreeks omzetten van steenkool in de grond in schoon brandende gassen zou enorme milieuvoordelen kunnen opleveren, niet in de laatste plaats het vermijden van destructieve mijnbouwactiviteiten. Het probleem is dat de technologie voor ondergrondse kolenvergassing nog in de kinderschoenen staat.
Echt schone kolen: Swan Hills Synfuels genereert een schoon brandend gasmengsel uit steenkool in zijn ondergrondse vergassingsinstallatie ten noordwesten van Edmonton. Het bedrijf is van plan om met het gas 300 megawatt aan stroom op te wekken, en de resulterende kooldioxide op te slaan in de olievelden van Alberta.
Nu zegt de regering van Alberta dat ze C$ 285 miljoen ($ 271 miljoen) zal schenken aan een kolenvergassingsproject van het in Calgary gevestigde Swan Hills Synfuels, dat de diepste operatie ooit omvat om energie uit steenkool op te wekken - zonder het op te graven.
Eerdere demonstraties van de technologie hebben steenkoollagen tot wel 1000 meter onder het oppervlak veranderd in schoon brandend gas. In tegenstelling tot, Swan Hills Synfuels ' Project van $ 1,5 miljard stelt voor om 1.400 meter naar beneden te reiken. Werken op die diepte zou de dreiging van grondwaterverontreiniging door de smeulende, ontbindende steenkool kunnen verminderen. We hebben 800 meter rots – veel daarvan is ondoordringbaar – tussen ons en de zoetwaterlagen, zegt Doug Shaigec, president van Swan Hills.
Bovendien, als de technologie diepere steenkoollagen kan bereiken, zou het toegang kunnen geven tot veel meer fossiele brandstof, zegt Julio Friedmann, projectleider koolstofbeheer voor het Lawrence Livermore National Laboratory in Californië.
Wanneer het project in 2015 van start gaat, hoopt Swan Hills 300 megawatt aan stroom op te wekken uit zijn kolengas en meer dan 1,3 miljoen ton koolstofdioxide per jaar te verkopen. De CO2 kan worden gebruikt door olieproducenten en uiteindelijk worden opgeslagen in oliebronnen. Dit zou kunnen resulteren in de opslag van 10 tot 20 miljoen ton koolstofdioxide per jaar tegen 2020. Dat zou Alberta helpen om zijn 2020-doelstelling van 25 tot 30 miljoen ton koolstof per jaar te halen, volgens een rapport vorige maand van een alliantie van Canadese industriële bedrijven .
Pilottests door Swan Hills bevestigen de levensvatbaarheid van deze beloften, aldus Shaigec. Hij zegt dat de piloot uitstekend gas produceerde met behulp van een paar aangrenzende putten met een onderlinge afstand van 50 tot 60 meter, geïnstalleerd in de steenkoollaag met dezelfde gerichte boortechnieken als achter de versnelde productie van aardgas uit schalieafzettingen.
Zuurstof wordt door de toevoerput gedreven en de steenkoollaag wordt ontstoken, waardoor de temperatuur oploopt tot 800 tot 900 ºC en de druk tot bijna 2000 PSI. Onder die druk reageren de zuurstof, de steenkool en het zoutwater (aanwezig in de steenkool en ook geïnjecteerd via de voedingsbron) om een gas te vormen dat ruwweg voor een derde uit methaan en voor twee derde uit waterstof bestaat, samen met wat koolmonoxide en koolstof. dioxide. Via de aangrenzende productieput wordt het gas naar boven gehaald, waar het koolmonoxide wordt omgezet in waterstof en CO2 en alle CO2 wordt verwijderd.
Shaigec weet niet hoe Swan Hills erin is geslaagd om gas tussen zijn bronnen te laten stromen, gezien de lage permeabiliteit van steenkool die onder 1400 meter rots wordt geplet. We hebben mechanische middelen gebruikt om een adequaat communicatiepad tussen de putten tot stand te brengen, zegt hij, met behulp van standaard boor-, voltooiings- en stimulatietechnieken. De standaard mechanische methode waarmee de productie van schaliegas wordt gestimuleerd, is het breken van gesteente met water onder hoge druk.
Nou paren: Gericht boren leidt een paar aangrenzende putten in de 1.400 meter lange steenkoollaag bij de Swan Hills Synfuels-proeffabriek in Alberta. Zuurstof en water die naar de ene put worden gevoerd, veroorzaken een vergassingsreactie, waardoor schoon brandend synthetisch gas in de andere put wordt gestuurd.
Shaigec zegt dat ongeveer 20 bronparen voldoende synthetisch gas moeten genereren om een elektriciteitscentrale van 300 megawatt te voeden die Swan Hills van plan is te bouwen met een commerciële partner die het nog moet selecteren. De centrale zal identiek zijn aan een conventionele aardgasgestookte elektriciteitscentrale met gecombineerde cyclus, met slechts kleine aanpassingen aan de gasturbine om de mix van waterstof en methaan op te vangen. Dankzij die waterstofrijke mix produceert de centrale slechts 250 kilogram CO2 per megawattuur stroom. Het resultaat, zegt Shaigec, zal een stroom zijn die veel schoner is dan de conventionele aardgas- en kolengestookte generatoren van Alberta, die ongeveer 400 en 1.000 kilogram per megawattuur vrijgeven.
De concurrenten van Swan Hills hopen ondertussen hun eigen koolstofarme energiecentrales te bouwen door het risico van grondwaterverontreiniging te beheersen. in Montreal gevestigd Laurus Energie wacht op toestemming om bronnen te ontsteken die het heeft geboord in een 200 meter diepe steenkoollaag in de Drayton Valley in Alberta. De Alberta Geological Survey en de Energy Resources Conservation Board van de provincie concludeerden in een recensie die deze zomer werd gepubliceerd dat er bezorgdheid bestaat over grondwaterverontreiniging door de operatie, en noemden de bezorgdheid een mogelijke belemmering.
Rebecca McDonald, CEO van Laurus, houdt vol dat de technologie van haar bedrijf, ontwikkeld door Ergo Exergy, de broer van Laurus, veilig is gebleken bij langdurige brandwonden in Australië en Zuid-Afrika. De sleutel, zegt ze, is constante monitoring van het grondwater en beheer van het proces om ervoor te zorgen dat water uit de omliggende lagen de reactor instroomt en niet wegstroomt. Negatieve druk op de naad zorgt ervoor dat verontreinigingen daar niet naar buiten kunnen en het grondwater verontreinigen, zegt McDonald.
Swan Hills verwacht dat zijn project concurrerend zal zijn met aardgas- en kolencentrales die hun koolstofemissies niet opvangen. We positioneren deze generatie als de voorkeursbron, niet alleen vanuit milieuoogpunt, maar ook vanuit economisch oogpunt, wat betekent dat we moeten concurreren met conventionele kolen en aardgasgestookte opwekking in het laatste deel van het volgende decennium, zegt Shaigec .
De verkoop van kooldioxide aan olieproducenten zal van vitaal belang zijn, zegt Shaigec. En hij geeft toe dat overheidsbeleid dat een prijs op koolstof zet, alleen maar kan helpen. We zijn niet zo kieskeurig over hoe dat uiteindelijk vorm krijgt, zolang we een gelijker speelveld zien [voor] projecten die wel oefenen met het afvangen en opslaan van CO2.