煤留地下也可发电世界最深煤层地下气化工程

　　加拿大天鹅山合成燃料公司耗资15亿加元的煤层地下气化项目是目前世界上最深的煤层地下气化工程。

　　□肖洁

　　如果不用挖掘到地上，煤就可以直接转变成可清洁燃烧的气体的话，人类将会因此获得巨大的环境效益，其中最重要的一点就是可以避免破坏性的采矿过程。

　　据美国麻省理工学院《技术评论》杂志近道，加拿大阿尔伯塔省政府日前宣布，将投资2.85亿加元（相当于2.71亿美元），帮助卡尔加里的天鹅山合成燃料公司（SwanHillsSynfuels）建设一个煤层地下气化项目。这一项目是世界上目前最深的煤层地下气化工程。

　　在此之前，已有成功将地表下1000米深的煤转化为可清洁燃烧的气体的技术范例。不过，因为天鹅山合成燃料公司这一总耗资15亿加元的项目计划将会拿地下1400米的煤层“开刀”，还是引起了专业人士的广泛关注。

　　煤阴燃分解后可能污染地下水，不过在1400米这样的深度作业将减少这一威胁。“我们作业的煤层和蓄水层之间有800米厚的岩石——这些岩石大部分都是不可渗透的。”天鹅山合成燃料公司总裁DougShaigec说。

　　“而且，如果该技术能够到达更深一些的煤层，人们将能利用更多的化石燃料。”美国加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室负责碳管理项目的JulioFriedmann认为。

　　该项目将于2015年动工，天鹅山合成燃料公司希望届时能通过产生的煤气实现 00兆瓦的发电能力，同时每年出售超过1 0万吨的二氧化碳。这些二氧化碳可以被石油厂商所利用，最终被封存在油井里。在2020年之前，该项目最终每年将可能储存1000到2000万吨的二氧化碳。加拿大一个工业企业联盟上月发表研究报告称，这能帮助阿尔伯塔省实现2020年每年2500万到 000万吨的碳捕获目标。

　　Shaigec表示，天鹅山合成燃料公司已完成的小规模测试保证了这些承诺可以做到。他说，他们在测试中采用定向钻孔技术在煤层上打出了两口井，通过这组相邻五六十米的井生产出了非常优质的气体。

　　氧气先被泵入给料井，煤层被点燃，使得温度升高到800到900摄氏度，压力几乎达到2000PSI（磅/平方英寸）。在这样的压力下，氧气、碳和盐水（包括煤层中原有的和通过这口井注入的盐水）反应，形成了一种气体，其中约1/ 是甲烷，2/ 是氢气，同时杂有一些一氧化碳和二氧化碳。这一混合气体经由相邻的生产井引出地面，其间一氧化碳被转化为氢气和二氧化碳，而所有的二氧化碳都被去除。

　　在1400米厚岩石下被挤压的煤层的渗透性很低，该公司如何做到让气体在两口井之间流动，Shaigec对此守口如瓶。他只透露说：“我们采用机械手段，在两口井之间建立充分的交流途径。”他说用的是“标准钻井、完井和增产技术”。而所谓标准的页岩气增产机械技术是指用高水压使岩石破裂。

　　Shaigec说，为了满足一个 00兆瓦发电站的需要，大约要建20对井才能提供充足的合成气。他们目前还在寻找商业伙伴来合作建设这个发电站。该发电站将与传统的联合循环天然气发电站一样，只会对燃气轮机做些细微调整来适应氢气和甲烷的混合气。得益于混合气中氢气的高浓度，发电站每生产一千度的电将只产生250公斤的二氧化碳。对于这一结果，Shaigec认为他们生产的能源将比阿尔伯塔省传统天然气和煤发电站生产的能源清洁得多，后者每生产1000度电大约要释放400到1000公斤的二氧化碳。

　　天鹅山合成燃料公司的竞争对手也希望建设自己的低碳发电站，但是他们要解决的将是地下水被污染的风险。蒙特利尔的Laurus能源公司正在等待政府许可，希望能点燃其在阿尔伯塔省德雷顿谷一处200米深煤层钻好的井。阿尔伯塔地质调查局和能源资源保护局在今年夏天出示的一份评估认为，“人们担心该操作可能造成地下水污染”，这种担心是一个潜在的“障碍”。

　　Laurus能源公司的首席执行官RebeccaMcDonald强调，她的公司所采用的技术在澳大利亚和南非持续进行了好几年的燃烧试验，一直很安全。她认为问题的关键在于对地下水进行持续监测，对过程进行管理，以保证周围土层的水被送入反应器且不会流出。“煤层的负压意味着污染物不会跑出去弄脏地下水。”她说。

　　天鹅山合成燃料公司预期，相对于那些不捕捉碳排放的天然气和煤发电站，他们的项目是有竞争力的。Shaigec指出，能否向石油厂商出售二氧化碳将非常关键。他承认如果政府出台政策给碳定价将对他们有利。

　　“我们不会太在意它最终如何成型，只要能看到二氧化碳捕获和封存项目获得更公平的竞争环境就好。”Shaigec说。（来源： 《科学时报》）

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