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儲電捕碳兩不誤 美國推出最新二氧化碳電池設計

發布時間: 2015-04-28 09:31:36    來源: 人民網
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[摘要]日前在奧地利維也納召開的歐洲地球科學聯盟大會上,美國加州勞倫斯利物莫國家實驗室的湯姆·布什克(Tom Bucheck)和同事展示了最新二氧化碳巨型電池的設計,不僅能在用電需求低時儲存多余電量,同時還能捕捉二氧化碳。

 

  據《新科學人》雜志報道,日前在奧地利維也納召開的歐洲地球科學聯盟大會上,美國加州勞倫斯利物莫國家實驗室的湯姆·布什克(Tom Bucheck)和同事展示了最新二氧化碳巨型電池的設計,不僅能在用電需求低時儲存多余電量,同時還能捕捉二氧化碳。

  由于碳捕捉與封存對能源生產企業來說是一種額外的支出,且很少能直接收回成本,因此該技術至今發展緩慢。布什克說:“由于還沒有人對儲存的二氧化碳提出一種可行的利用方式,因此碳捕捉與封存未能得到推廣利用。要想使化石燃料能源體系低碳化,唯一的辦法就是設計出一種經濟上可行的方法。而利用二氧化碳能用來儲存多余的能源,這可能會對該技術提供所需的經濟刺激。”

  布什克領導的項目得到了美國能源部地熱技術辦公室的資助。研究團隊提出兩種儲存剩余能源的方式:壓力和熱量。多余的電力可以用于將超臨界二氧化碳泵入距地表1至5公里沉積巖中的地下鹵水。與

,氣液混合態的超臨界二氧化碳可以更高效地驅動渦輪機,同時承受更多的壓力和熱量,因此能大幅提高儲能容量。

  另有一組管道也接進沉積巖中的鹵水。隨著二氧化碳的泵入,一些鹵水將被收集至地表。多余的能量也可以用來加熱鹵水,并將其導入能夠有效儲存熱量的深層巖石中。加熱的鹵水與二氧化碳接觸,將導致二氧化碳膨脹,從而使儲存的二氧化碳壓力增加。熱能可以通過讓二氧化碳減壓、帶動超臨界二氧化碳渦輪機得以集中,而超臨界二氧化碳渦輪機比等量的蒸汽渦輪機效率高50%。研究模型表明,該系統能重聚96%的儲熱。

  新設計方法能解決可再生能源最大的一個問題:間歇式發電。當用電高峰時,太陽能和風能發電都不能滿足。而在需求低的時候,可再生能能源卻能產生大量電力能源,同時核電廠、燃煤電廠和老式的燃氣發電廠卻只能虧本發電,或者是浪費掉產生的熱量,而不會將其轉變為電力。而用來儲存過剩能源的大型電池的成本很高,且效果也不理想。

  布什克說,一個地點每年只能儲存大約800萬噸二氧化碳,并一般可維持30年,這相當于一個燃煤電廠產生的二氧化碳排放量。

  澳大利亞墨爾本大學的皮特·庫克(Peter Cook)表示,科學家們需要考慮混合型技術,而新設計方案結合了許多現有的想法,并將其用一種新的方式整合,這意味著大部分技術已經得以應用。盡管新設計有助于減少大氣中的二氧化碳,但其能否推廣還有待觀察。

  英國愛丁堡大學的斯圖爾特·海斯澤爾?。⊿tuart Haszeldine)說,碳捕捉與封存需要充分了解地質情況,確保二氧化碳得以封存而不會逸散。

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