煤炭利用：让我沸腾让我忧
人类对煤炭的感情，用“爱恨交加”来形容是最贴切不外的了 。
一方面，煤炭是世界最重要的能源之一 。全球能源亏损总量的24％、电力供给的40％起源于煤炭 。另一方面，燃煤开释的大量二氧化碳，也是全球温室气体增长的重要原因之一 。燃煤开释的二氧化碳量是天然气的两倍，位居各类化石燃料之首 。
从储量来看，煤是全球储量最丰硕的化石燃料，人类对其利用和依赖水平在逐步增长 。世界煤钻研所颁布的汇报指出，全球煤储量能够持续供人类使用164年，而石油储量仅够人类使用41年 。据美国天然资源；の被峁兰，到2020年，全球燃煤发电厂的总装机容量将超过70万兆瓦 。
煤炭的大量点火带来了巨大的副作用 。美国普林斯顿大学的钻研了局显示，目前全球每年向大气层排放70亿吨碳，这个数字是上世纪50年代的三倍，他们预计到2055年该数字还将翻一番 。若是换算成二氧化碳的排放量，这一数字将会增长2．7倍！全世界二氧化碳排放量依照这种速度增长，大气层中二氧化碳的浓度将达到工业化之前的三倍，最终将导致全球气温上升到3亿年前的水平，而那时海平面比目前逾越15—30米！
只管煤炭点火是导致全球温室气体增长的沉要原因，但人类将来的发展仍须依赖煤，这是一个无法回避的事实 。因而，寻找更为清洁的煤炭利用方式，削减向大气层中排放二氧化碳的数量，已经成为人类解决这一问题的唯一前途 。
只管清洁煤技术听起来很新鲜，但现实上这项技术早已经很成熟了 。普林斯顿大学“减缓碳专项行动”的钻研了局批注，若是利用现有的技术成就实现一项综合性的战术，每一项具体战术打算每年削减10亿吨的碳排放量，那么在将来50年内，若是部署七项以上这样的战术打算，人类就能够实现碳排放量持续削减这一指标 。
清洁煤技术：藏在深闺人不识
2005年2月，旨在限造全球温室气体排量的《京都议定书》正式生效，该协议的签署国已经达到140个 。只管美国是温室气体排放量最大的国度，但它提出将“依照自己的方式解决排放限度问题”，回绝参与该协议 。
2003年2月，美国当局颁发将执行一项名为“将来发电”的打算 。该打算由美国能源部、个人投资者和国际组织共同投资10亿美元，在5年内实现设计和建造一座煤基零排放电-氢发电厂 。这种发电厂的温室气体排放量能够达到“零排放”的水平，即便是排放出了二氧化碳气体，也能够通过技术伎俩将其“存储”于地下 。
显然，这是一项面向将来的沉要打算 。然而，科学家指出：利用现有的技术能否解决当务之急呢？答案是注定的 。
今年，美国最大的燃煤电力公司（AEP）已经选好厂址，打算建造一座新型超净洁发电厂，即集成气化综合循环（IGCC）发电厂 。人们往往把IGCC看作是“新技术”，但其实它是由两种驰名的现有实用技术集中而成，而这两种技术都能够用来实现“将来发电”打算的最终指标 。
第一种煤炭气化技术 。在严格节造温度和压力的前提下部门点火煤，使其变为重要是由一氧化碳和氢气组成的浓缩合成气体，其中的杂质如二氧化硫等都很容易被除去 。第二种技术是“循环”，这种技术已经在天然气发电厂得到普遍选取，涡轮的驱动力来自于天然气流和纷嫦腮产生的气流 。最为沉要的是，相比之下，从气流中捕获二氧化碳比从传统发电厂的烟囱中捕获二氧化碳要容易实现得多 。
IGCC发电技术比当今普遍选取的燃煤发电技术先进好多 。APE电力部门执行副董事长罗伯特·鲍威尔斯说：“我们已经对这种技术进行了深刻的钻研 。人类从上世纪初已经起头使用煤炭气化技术，这种技术在石油化学工业和石油冶炼工业已经使用了好多年 。此表，我们此刻就占有自己的循环点火发电厂 。因而，上述两种技术都是成熟的和先进的 。”
除了APE之表，美国国内和其他国度的大型能源公司对煤炭液化技术也十吩祺沉 。美国宾西法尼亚州的一个工业财团正打算建造一个工厂，从南非能源业巨人———萨索尔集团引进煤炭液化技术，工厂的设计产量为每天出产5000桶煤炭液化油 。皮博迪能源公司也在打算在伊利诺斯州建一个工厂，利用煤来出产天然气 。在美国之表，一些能源公司在打算建造“纯氧点火”工厂，重要使用纯净氧气来点火煤，以更易于捕获浓缩的二氧化碳 。
APE预计，拟建的IGCC发电厂总投资将比传统发电厂高15％—20％ 。但是，一旦联国当局颁布执行限度二氧化碳排量的有关措施，这些投资就能够很快回收 。由于发电厂通常都位于坦荡地带，有足够的空间能够存储发电厂排放出来的二氧化碳，而在这种布景下就能够将这些存储的二氧化碳销售给其他公司，以赚取利润 。据估算，IGCC发电厂的收益将比传统的发电厂逾越50％，前者的效能也高于后者，在形成肯定规模时其成本还将会进一步降落，同时，随着设计水平和所用资料的改进其效能也将会进一步提高 。此表，由于捕获得的二氧化碳能够被注入油田以提高石油产量，其拔除物的市场远景也将逐步看好 。
显然，IGCC是一种成熟技术，所能带来的益处也是显著的，并且能够降低二氧化碳的排放 。那么，为什么这种先进的技术不成能被宽泛地选取呢？
霍华德·赫尔州戈是麻省理工学院的化工专家，他掌管治理一个被称为“碳捕获专项行动”的工业财团 。赫尔州戈以为：“技术自身并不是一个限度性成分，关键的成分是经济方面的激励”，“从技术的角度来看，我们能够很快实现这一指标 。但若是当局不采取激励性政策，在这方面将不会有太大的作为 。”
捕获碳的最终“命运”：分歧的选择规划
清洁煤技术关键的步骤是捕获煤点火后开释的二氧化碳 。唯如此，才有可能阻止温室气体的排放 。而妥善处置或利用那些捕获的二氧化碳，则成为科学家、世界各大能源公司孜孜不倦地索求的另一个技术课题 。
将二氧化碳注入地表之下已成为当今增长石油开采量的一种常用步骤，但其重要主张并不是永远性地贮藏二氧化碳 。因而，亟待解决的一个关键问题是：我们能否把二氧化碳安全地存储在我们想存放的任何处所？
科学家以为，最安全的法子是将捕获的二氧化碳永远地存储于地表之下的某一个处所 。重要规划是将二氧化碳“注入”到地表之下并对其进行矿物化后再埋藏 。这种方式的潜在威胁是，一旦这些二氧化碳最终通过其他蹊径被排放到大气层中，将会导致全球变暖进一步加剧 。
另一个问题是，若是在致力降低二氧化碳排放量的同时，人类依然增长化石燃料的消费量，那么减排的工作将会异常艰巨：这是由于对二氧化碳液化后再存储的重大投入，要相当于人类开采原始化石燃料的投入！
美国地质学家最近的一项钻研成就，给人们提出了这方面的警示 。50年前，为了增长石油产量，德克萨斯州一个古油井曾被注满二氧化碳，并用水泥加固管路 。不久前，美国洛斯阿拉莫斯国度尝试室地质学家乔治·古斯瑞获得了其中一块加固水泥，发显熹中的一部门已经出现了黑点，科学家揣度这是由50年前存储的二氧化碳和地下水混合后形成的碳酸侵蚀所致 。这一了局提醒人们，海底存储的二氧化碳可能会对起加固作用的水泥产生侵蚀，利用这种步骤存储的二氧化碳最终依然有可能会被开释到大气层中 。果然如此，削减二氧化碳排量所带来的临时性益处将会隐没殆尽 。
然而，无数人依然对这种步骤维持审慎的乐观态度，以为人类已根基把握了正确处置这一问题的大部门技术 。截至目前，选取这种存储步骤，挪威国度石油公司和达科他煤气化厂都已别离存储了2000万吨二氧化碳；阿尔及利亚的一个天然气田也存储了1700万吨二氧化碳；荷兰的一个项目则存储了800万吨二氧化碳 。
结合国当拘匿气象变迁专家幼组估计，选取适当的技术能够将所存储二氧化碳总量的99％保留100年以上，随着技术的进取，这一年限有可能增长到1000年 。
除了对二氧化碳捕获后进行存储、销售给石油公司，用以增长石油产量之表，另表一种规划是利用二氧化碳出产甲醇，它是比氢气更实用的燃料 。
目前，人类已经吹响了向“氢能经济”迈进的号角 。但在这个过程中，除了氢气出产之表，氢气的输送和贮藏都必要全新的设施，并且燃料电池技术也必须有内容性的进展 。相比之下，“甲醇经济”则相对容易实现 。由于利用二氧化碳和氢气出产的甲醇是一种液态能源大局，能够使用目前的设施来输送甲醇，并且甲醇经过改进后就能够作为汽车点火使用 。
美国南加州大学洛克尔碳氢钻研所所长、诺贝尔化学奖获得者乔治·奥拉赫教授是“甲醇经济”的积极提倡者，他对此充斥信心 。他说：“从以碳为基础的经济向‘氢能经济’过渡是一种美好的设想，但真正实现这一指标并不容易，而我们占有大量能够循环利用的二氧化碳 。”
技术利用：春天不再遥远
美国2006年《国情咨文》中指出，由于美国经济目前对石油过度依赖，必须开发新的技术削减对石油的依赖，因而提出了清洁能源钻研的七项设想，以为“美国目前应该用令人难以相信的速度发展这方面的钻研 。”
然而，现实情况并不如此，科学家们以为：人类已经有几种很好的技术选择能够实现这一指标，主题问题是当局要在政策上进行调整 。正如麻省理工学院的赫尔州戈所说：“若是没有一项公共政策来强造性划定排放碳必须支出价值，那么相对于捕获碳并存储碳而言，将二氧化碳直接排放到大气层中始终是一个实惠的选择 。”
令人感应快慰的是，全球限度二氧化碳排量的措施已悄然迈动 。欧盟去年已提出了一个“碳买卖系统”，该打算在处于试行阶段 。在美国国内，只管受到汽车造作商的各种反对，加利福尼亚州仍对峙提议要限度汽车的温室气体排放量 。赫尔州戈相信：随着功夫的推移，列国当局会采取律例措施来限度二氧化碳排放量 。
毫无疑难，AEP公司的做法是超前的：做好充分的技术筹备，一旦联国当局采取措施限度二氧化碳排放量，公司就能够“有恃无恐” 。
对于清洁煤技术，人们有理由相信：冬天到了，春天还会远吗？
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“欧盟温室气体排放买卖打算”简介
2002年，欧盟核准《东京都协议》 。凭据该协议的要求，要逐步削减全球温室气体的排放总量，2012年排放总量要比1990年的总量削减5％ 。为了实现这个指标，欧牛耳要依附的是市场机造 。欧盟成员国的所有公司（例如煤电厂、石油发电厂等），只有其设备在运作过程中向大气层排放二氧化碳，都将被配给肯定数额的“法定限排量”，这一指标是该公司每年免费向大气层排放温室气体的最高限量 。欧盟划定，各公司之间能够相互有偿让渡“法定限排量” 。也就是说，每一个公司都能够凭据自己的现实排放情况，通过市场机造向其他公司采办或者销售肯定的“法定限排量” 。
从理论上讲，二氧化碳“法定限排量”买卖市场提供了一种激励机造，它激励各公司降低自己的二氧化碳排放量，把排放量节造在自己的法定限额之内，预防破费额表的资金采办超标的排放量，并尽可能地将自己“法定限排量”的渣滓部门卖给其他公司 。2005年1月，欧盟起头执行这一“温室气体排放买卖打算”，但是，目前竟然遇到了一个当初未曾意料到的问题 。
最近，挪威一家名为“点碳”（Pointcarbon）的钻研公司的一份汇报指出，截至今年5月，欧盟一些成员国和其总部披露的一些数据显示，在“温室气体排放买卖打算”执行的第一年中，大无数欧盟成员国向本国公司配发的“法定限排量”多于他们的现实需要，列国配定的法定限排总量比现实排放总量还多6700万吨，相当于比现实排放总量多3．4％ 。这一了局使市场买卖双方大为猜疑，并引起了连锁反映 。自上述打算执行以来，欧盟的温室气体法定限排量买卖市场稳步增长，新闻披露后法定限排量的买卖价值骤降：从原来的每吨30欧元猛跌到10欧元以下 。
欧盟法定限排量买卖价值的猛跌，意味着各公司消减其温室气体排放量的动力也相应削减 。
对此，瑞典查莫斯大学物理资源理论教授克雷斯蒂安·阿扎尔以为，欧盟在配定“法定限排量”方面过于慷慨 。由于在2007年底之前为上述打算的“试验期”，因而2007年之前欧盟在限度温室气体排放量方面不大可能获得内容性的进展 。要实现既定的排放量指标，欧盟真正要做的则是削减列国当局配给的“法定限排量” 。
提高能效是减排的最佳蹊径
美国普林斯顿大学“减缓碳专项行动”的钻研结论以为，利用目前节能效能最高的商用构筑和民用住宅构筑技术，就能够大大削减二氧化碳的排放量，削减量最多可相当于800座10亿瓦特级的发电厂所排放的二氧化碳量 。此表，若是将目前汽车的效能提高一倍（利用现有技术就有可能做到这一点），则能够获得同样的成效 。因而，若是这两种措施左右开弓，每年削减的二氧化碳排放量，则相当于1600座10亿瓦特级的煤发电厂所排放的二氧化碳量，远远超过了全球现有煤电厂的总数！
很显然，即便我们部门地采取了上述措施，所带来的效益也长短？晒鄣 。那么，为什么能源利用效能无法底子提高，二氧化碳排放量与日俱增呢？问题到底出在哪里？
美国劳伦斯国度尝试室掌管构筑效能钻研项主张科学家斯蒂芬·塞尔库韦特兹对此做出如下的活泼诠释 。
在某能源公司的会议室里，5名大权独揽的人做出决定：投资数十亿美元建造一座发电厂，这样就可以为25万个家庭提供电力服务 。此决定做出后，25万个家庭也的确因而受益 。但是，为实现节能指标，让这些家庭每家都更换10个节能灯泡、采办一台更为节能的电冰箱和空调机，这些工作致力将会是极度巨大的工作量 。
美国能源效能联盟的钻研了局显示：当局将能源税收的大部门用于支持能源（尤其是化石燃料）供给环节，只有14%%用于提高效能和削减亏损 。前者的最终后果是不休增长二氧化碳的排放量，后者则是削减了排放量 。即便如此，从成本的角度来看，后者所产生的效益蹬宗甚至好于前者 。
我们能够从照明的角度来调查节能的成效 。在美国，煤发电占全国电力供给的一半，商用构筑和民用住宅构筑占美国电力亏损总量的三分之二 。在各类商用构筑所亏损的电力中，35%%用于照明，而照明用电占民用住宅耗电量的20%% 。塞尔库韦特兹指出，若是积极采取节能措施，例如选择更好的构筑设计规划、效能更高的光源以及更为火速的传感和节造系统，每年所节约的用电量就相当于40座10亿瓦特级发电厂的发电量 。这样，就能够很容易地将商用构筑照明用电量削减一半 。
毫无疑难，在提高能源利用效能方面的投入最终将带来可观的效益 。美国立钻研院2001年的一项钻研发现，能源部曾对3个幼型节能钻研项目进行赞助，其最终成就别离是荧光灯用的电子镇流器、冰箱节能压缩机和低辐射窗罩，并且都得到了宽泛利用，其时已累计实现的节能用度就高达300亿美元 。
然而，美国当局如同对此视而不见，并没有阐发出任何扭转其政策支持沉点的迹象 。在当局提出的2007年预算草案中，用于提高能效的钻研经费遭到进一步削减，能源部能源效能和再生能源办公室的预算额为5．17亿美元，比上一财年削减了1．12亿美元 。此表，对提高能效钻研方面的有关激励也将会进一步削减 。
（起源：阿里巴巴化工价值库）
