由David Hawkins和GEORGE PERIDAS

经过近7年的设计和建设工作，以及70多亿美元的投资，广受关注的肯珀县煤气化发电厂现在将使用天然气，而不捕获任何碳。这是否意味着发电厂的碳捕获和储存(CCS)还没有准备好?

快速回顾一下事实，答案是否定的。事实证明了两件事。首先，肯珀项目的问题与从发电厂捕获二氧化碳无关。其次，其他项目表明，按时并在预算范围内，在商业燃煤电厂建造CCS装置是可行的。实际上，你可以参观世界各地的几个成功的项目，这些项目正在毫无疑问地运行并证明碳捕获技术在大型来源是有效的。

碳捕获和储存(CCS)是一套从发电厂、炼油厂、水泥、化工和乙醇生产设施等大型来源中去除二氧化碳的技术，并允许将其压缩并注入地质地层中，使其永久滞留。

CCS有三个步骤:捕获、运输和储存。储存是决定二氧化碳长期命运的步骤，需要注意选择正确的地点并良好地操作它们。用管道运输二氧化碳是一项成熟的技术和实践，目前美国的二氧化碳管道已超过4500英里。然而，捕获几乎总是技术上最复杂、成本最高的步骤。

原因是工业烟囱中的二氧化碳不是孤立产生的。空气(由大约80%的氮气和20%的氧气组成)是许多废气流的重要组成部分。除了一些例外情况，如产生相对纯净的CO2流的乙醇生产设备，CO2需要从其他气体(如氮气、氧气和蒸汽)中分离出来。这通常是使用一种化学物质来捕获煤或煤气燃烧后产生的二氧化碳。加热时，这种化学物质会释放出二氧化碳。(你可以阅读更多关于这个过程的信息在这里.）

可用于燃煤电厂的两个选项

对于燃煤发电来说，可以使用两种方法来捕获二氧化碳。一种适用于大多数现有发电厂的方法是，使用设备将二氧化碳从废气中分离出来。在第二种方法中，一个新的发电厂使用一个过程，首先将煤转化为燃料气体，然后经过处理产生氢气和二氧化碳的分离流，这个过程被称为“气化”。

气化炉在蒸汽、空气或纯氧存在的压力下提供热量。固体煤被转化成一种叫做“合成气”(合成气)的气体，主要由氢和一氧化碳组成。氢气可以用作涡轮机的燃料，产生无碳能源，而一氧化碳可以“转移”成二氧化碳，然后捕获、运输并注入地下。商业气化系统已经在工业设施中运行了几十年。

为什么要在气化过程中增加这些步骤呢?直到最近，第一种方法——在传统发电厂的尾部使用二氧化碳洗涤器——似乎由于高能源消耗和其他因素而更加昂贵。如今，从烟囱中清除二氧化碳的技术已经成熟到有几家公司提供商业担保，全面的商业燃煤电厂也在使用这种技术。所以气化已经没有什么内在的优势了，除非你想把自己的气化炉技术商业化，并把它更广泛地用于化学品的生产。这就是南方公司对肯珀的策略。事实证明，这是一个过于雄心勃勃的计划。

为什么肯珀县厂以失败告终

是什么导致了这一壮观的事件转变以及这个广为宣传的项目的失败?有许多因素，似乎与不切实际的野心，违反标准的项目管理实践和协议，以及错误的内务管理有关。一家独立公司为密西西比公共服务委员会(Mississippi Public Service Commission)做了一份“审慎评估报告”(prudence Evaluation Report)，这份报告披露了一些问题的细节。

首先也是最重要的是，这个项目雄心勃勃，不切实际。Kemper试图扩大一种新的气化技术的规模并将其商业化:TRIG(运输集成气化)技术。该技术是由KBR公司和南方公司在能源部的协助下开发的。这个新系统的前身示范项目的规模只有7兆瓦。像南方电力公司那样将全规模电厂的发电量提高到582兆瓦，是一项非常雄心勃勃的扩大计划，完全打破了标准的工程实践。南方航空未能成功做到这一点。

其次，为了避免失去联邦税收抵免(根据2005年能源政策法案建立的1.33亿美元的48A第一阶段投资税收抵免)，该公司忽略了常见的项目管理实践，商业运营日期不得晚于2014年5月11日。该公司并没有按照这个复杂项目的要求改变日期，而是决定同时进行工程、采购和施工，团队成员称之为“压缩时间表”。这本质上意味着该公司是在建造的同时进行设计的，这当然使其非常容易受到工程故障和成本超支的影响。

第三，该公司忽视了杜克能源(Duke Energy)在印第安纳州爱德华斯波特(Edwardsport)建造的另一座气化设施可能带来的宝贵经验。据推测，出于保密的原因，该报告的案文隐瞒了资料的实际性质。

第四，即使该公司使用了专门的行业调度软件，它还是决定“使用独立的电子表格手动加载资源(如建筑劳动力和大宗商品数量)。”这导致了现在臭名昭著的成本超支，因为团队无法看到和跟踪商品需求的增长。

追求不必要的风险

这家公司正在探索未知的领域;但重要的是要认识到，它并不需要。对于开发商来说，第一种植物的风险明显更高，这个案例也不例外。然而，一些制造商已经在市场上有商业化的，现成的气化炉产品，现在，伴随性能保证。南方航空选择放弃这些，并开始了更雄心勃勃的商业化之旅，大概是考虑到未来的商业机会。

需要强调的关键事实是，Kemper项目的失败不是由于捕获二氧化碳所需的设备的任何问题。所有的问题都是由于上游捕获阶段的系统组件造成的。其他项目表明，从燃煤电厂捕获二氧化碳确实是可行的。目前有两家公司在北美使用CCS技术的燃煤电厂，它们使用的技术是使用化学洗涤器而不是气化，从传统发电过程的末端去除二氧化碳。

首先这些项目是边界大坝项目在萨斯喀彻温省的沙省电力操作。这是现有燃煤电厂机组的改造和并发扩建和现代化改造，并于2014年10月开始运营的120兆瓦项目可以捕捉到机构的二氧化碳的90％，并及时以最小的成本超支完成。为改造的总成本约为$ 1.5十亿，其中800亿$是为CCS过程，并为改造费用，其余亿$ 500

有一些争论周围的单位和高峰二氧化碳捕获性能，这在运行的前几个月是有时下的可用性。这可以粉笔写于处于任何新单位作业固有的常规启动问题。如今，单位始终实现或超过其设计规范，并通过2017年5月夺取了大约1579000吨二氧化碳，因为它开始运作。沙省电力公布为单位按月性能更新。

德克萨斯州的一个成功项目

这些项目的第二个是在得克萨斯州W. A.教区项目，由佩特拉新星，NRG和JX新日本石油和天然气勘探的合资企业经营。这也是现有燃煤电厂的改造，是边界大坝的两倍。它以每年160万吨左右的速度捕获90％，从240兆瓦烟气流的二氧化碳。佩特拉新星项目在2016年下旬上线了，在预算和按计划进行，在大约十亿$成本。7月下旬，2017年，最近该项目的人报告“到目前为止，一切都很好，”与它所处理的二氧化碳的94％，70万吨以上自开始运作的总捕集的二氧化碳的植物捕获。

因此，也有从肯珀项目经验中吸取的教训。肯珀告诉我们，从一个非常小的示范项目一个新的气化方法扩展到一个非常大的商业单位是非常危险的。该项目还提醒我们，有固体项目规划和执行的替代品。但结论是不CCS是一个失败。

大卫·霍金斯是在自然资源保护委员会气候项目主任。乔治Peridas是在NRDC的气候和清洁空气计划的资深科学家。这个帖子最初出现在NRDC的专家的博客．