Clean Coal Technologies: una panoramica | Ecorestoration
Clean Coal Technologies: una panoramica!
Il carbone è la fonte di combustibile fossile più abbondante e ampiamente distribuita al mondo. Il carbone è un combustibile estremamente importante nel mondo e rimarrà tale. Circa il 23% del fabbisogno di energia primaria è coperto dal carbone e il 39% dell'elettricità è generato dal carbone. Circa il 70% della produzione mondiale di acciaio dipende dalle materie prime del carbone. L'Agenzia internazionale dell'energia prevede un aumento del 43% del suo utilizzo dal 2000 al 2020.
Il carbone che brucia produce ogni anno circa 9 miliardi di tonnellate di biossido di carbonio che viene rilasciato nell'atmosfera; circa il 70% di questo è dalla generazione di energia. La combustione di carbone come per la generazione di energia dà origine a una varietà di rifiuti. Altre stime mettono le emissioni di biossido di carbonio dalla produzione di energia a un terzo del totale mondiale di oltre 25 miliardi di tonnellate di emissioni di biossido di carbonio.
La combustione di carbone senza aumentare i livelli globali di anidride carbonica è una grande sfida tecnologica. Nelle piante convenzionali, il carbone viene bruciato con aria in eccesso per dare una combustione completa con conseguente anidride carbonica molto diluita.
Il nuovo concetto di tecnologie "carbone pulito" sta emergendo con l'obiettivo di affrontare questa sfida e di lasciare l'enorme risorsa di carbone per l'utilizzo da parte delle generazioni future senza contribuire al riscaldamento globale. Le tecnologie pulite del carbone sono una varietà di risposte in evoluzione alle preoccupazioni ambientali della fine del XX secolo.
Molti degli elementi sono stati applicati per molti anni per controllare le emissioni. La pulizia del carbone mediante lavaggio è stata la pratica standard nei paesi sviluppati per qualche tempo per ridurre le emissioni di ceneri e biossido di zolfo quando il carbone viene bruciato. I precipitatori elettrostatici ei filtri di tessuto rimuovono il 99% delle ceneri volanti dai gas di scarico e queste tecnologie sono ampiamente utilizzate.
La desolforazione dei gas di scarico riduce la produzione di anidride solforosa nell'atmosfera fino al 97%, il compito dipende dal livello di zolfo nel carbone e dall'entità della riduzione. È ampiamente usato nei paesi sviluppati. Bassi bruciatori NO x consentono alle centrali a carbone di ridurre le emissioni di ossidi di azoto fino al 40%. Accoppiato con tecniche di ri-combustione, il livello di NO x può essere ridotto del 70% e la riduzione catalitica selettiva può ripulire il 90% delle emissioni di NO x .
Tecnologie avanzate come il ciclo combinato di gassificazione integrata e la combustione a letto fluido pressurizzato consentono una maggiore efficienza termica fino al 45%. La gassificazione converte il carbone in gas combustibile con la massima quantità di energia potenziale del carbone nel gas.
La fase di gassificazione è la pirolisi da 400 ° C in su, dove il carbone, in assenza di ossigeno, fornisce rapidamente carboni ricchi di carbonio e di idrogeno-ricchi. Nella seconda fase, il carbone viene gassificato da 700 ° C fino a produrre gas, lasciando ceneri. Con l'alimentazione di ossigeno, il gas non viene diluito con azoto. Le reazioni principali sono da C + O 2 a CO e la reazione di gas d'acqua C + H 2 O a CO e H 2 ; la seconda reazione è endotermica.
Nella gassificazione che include l'uso di ossigeno, l'alimentazione di O 2 è molto inferiore a quella richiesta per la combustione completa per produrre CO e H 2 . La reazione di spostamento dell'acqua CO + H 2 O che fornisce CO 2 + H 2 è una parte fondamentale del processo di gassificazione per catturare il biossido di carbonio e utilizzare l'idrogeno come combustibile finale per la turbina a gas per la produzione di energia elettrica.
La sfida maggiore consiste nel ridurre sufficientemente i costi di questo "carbone pulito" per competere con l'energia nucleare sulla base di emissioni prossime allo zero per la potenza del carico di base. Queste tecnologie si stanno muovendo molto rapidamente in quanto hanno il potenziale di fornire quasi "zero emissioni". L'iniezione di anidride carbonica liquida in strati geologici profondi come giacimenti di carbone non rimovibili dove è adsorbita per spostare il metano è un'altra potenziale strategia di smaltimento.
La ricerca sulla geo-sequestro per il biossido di carbonio è in corso in diverse parti del mondo. Il potenziale principale sembra essere le falde acquifere saline profonde e i giacimenti di petrolio e gas esauriti in cui si prevede che il biossido di carbonio rimanga un gas supercritico per migliaia di anni con un certo dissolvimento. Lo stoccaggio su larga scala di anidride carbonica dalla produzione di energia richiede una vasta rete di condotte in aree densamente popolate, ma ha implicazioni di sicurezza.
Molte centrali elettriche a carbone si stanno avvicinando al pensionamento e la loro sostituzione offre molte possibilità di elettricità pulita. Accanto al nucleare e sfruttando le fonti di energia rinnovabile, ci si può sperare che ciò avvenga tramite tecnologie "carbone pulito" a cui è stata data la massima priorità per i finanziamenti alla ricerca e allo sviluppo.
