二氧化碳是引發溫室效應的主因,但如果將二氧化碳這個不受歡迎的家伙從廢棄物變成一個巨型“電池”,就不僅可使碳儲存獲得回報,還能解決可再生能源無法持續供應問題,讓二氧化碳變廢為寶的力度更大。
美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的研究人員就設計了這樣一種儲能方式,既可存儲可再生能源和傳統能源生產的額外電力,又能“鎖住”造成全球變暖的主要元兇二氧化碳。
碳捕獲和存儲技術一直發展緩慢,部分原因在于能源供應商需要為此付出更多成本,卻幾乎得不到直接回報。勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的湯姆·布希切克說,如果存儲的二氧化碳可以用來“裝”多余的能量,產生的經濟效益將能推動該技術進步。
據英國《新科學家》雜志網站近日報道,布希切克研究團隊在近日舉行的歐洲地球科學聯合會大會上提出,多余的能量可以通過兩種形式儲存:壓力和熱量。用過剩電力驅動泵將超臨界二氧化碳—一種液體和氣體的混合狀態—注入5公里到10公里深處沉積巖內的地下鹽水中。地下鹽水與另外一套管道接通,泵入的二氧化碳就可取代一些鹽水,被汲取到地面上。
多余的能量還可用于加熱鹽水,使其流進更深處的巖石中,從而將熱量有效儲存起來。當熱鹽水與二氧化碳接觸時,會導致二氧化碳膨脹,壓力增大。通過讓二氧化碳減壓,就能重新收集熱量,用于驅動超臨界二氧化碳渦輪機,其效率比蒸汽渦輪機高50%。研究團隊的模型表明,這一系統可以重新收集多達96%的存儲熱量。
新方法可以幫助解決可再生能源的一個大問題:電力的間歇性供應。這個巨大的地下“電池”技術很尖端,但儲能成本非常高,并且不是十分有效——整個過程中大約會浪費四分之一的能源。
但在墨爾本大學的彼得·庫克看來,這項提議以一種新方式將大量現有方法整合在了一起,意味著該技術已經成熟了一大部分。“毫無疑問,我們需要考慮這種混合技術。”他說,雖然這可能有助于減少大氣中的二氧化碳,但卻不太可能成為一種主要碳匯方式。
布希切克說,一處地點在30年中每年只能存儲800萬噸二氧化碳(相當于一個大型煤炭發電廠產生的排放),他們正在尋求與電力公司合作開展試點項目。
庫克以及昆士蘭大學的吉姆·安德舒爾茨都認為,這一設計能否擴大規模還有待觀察。安德舒爾茨說,鑒于其復雜性,成本可能高企,而效率則越來越低下。愛丁堡大學的斯圖爾特黑茲爾丁也表示,需要對地質條件相當了解,才能確保被封存的二氧化碳不會逃逸。