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二氧化碳可变成巨型地下电池

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来源: 作者: 2019-05-17 02:33:54

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如果将二氧化碳从废弃物变成一个巨型“电池”,不但可使碳储存获得回报,还能解决可再生能源无法持续供应问题。美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的研究人员就设计了这样一种储能方式,既可存储可再生能源和传统能源生产的额外电力,又能“锁住”造成全球变暖的主要元凶二氧化碳。

碳捕获和存储技术一直发展缓慢,部份缘由在于能源供应商需要为此付出更多本钱,却几乎得不到直接回报。劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的汤姆·布希切克说,如果存储的二氧化碳可以用来“装”过剩的能量,产生的经济效益将能推动该技术进步。

据《新科学家》杂志站20道,布希切克研究团队在近日举行的欧洲地球科学联合会大会上提出,过剩的能量可以通过两种形式储存:压力和热量。用多余电力驱动泵将超临界二氧化碳——一种液体和气体的混合状态——注入5公里到10千米深处沉积岩内的地下盐水中。地下盐水与另外一套管道接通,泵入的二氧化碳就可取代一些盐水,被汲取到地面上。

过剩的能量还可用于加热盐水,使其流进更深处的岩石中,从而将热量有效贮存起来。当热盐水与二氧化碳接触时,会导致二氧化碳膨胀,压力增大。通过让二氧化碳减压,就能重新搜集热量,用于驱动超临界二氧化碳涡轮机,其效率比蒸汽涡轮机高50%。研究团队的模型表明,这一系统可以重新搜集多达96%的存储热量。

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助解决可再生能源的一个大问题:电力的间歇性供应。这个巨大的地下“电池”技术很尖端,但储能本钱非常高,并且不是十分有效——整个过程中大约会浪费四分之一的能源。

但在墨尔本大学的彼得·库克看来,这项提议以一种新方式将大量现有方法整合在了一起,意味着该技术已经成熟了1大部分。“毫无疑问,我们需要斟酌这种混合技术。”他说,虽然这可能有助于减少大气中的二氧化碳,但却不太可能成为一种主要碳汇方式。

布希切克说,一处地点在30年中每一年只能存储800万吨二氧化碳(相当于一个大型煤炭发电厂产生的排放),他们正在寻求与电力公司合作开展试点项目。

库克以及昆士兰大学的吉姆·安德舒尔茨都认为,这一设计能否扩大规模还有待观察。安德舒尔茨说,鉴于其复杂性,本钱可能高企,而效率则越来越低下。爱丁堡大学的斯图尔特·黑兹尔丁也表示,需要对地质条件相当了解,才能确保被封存的二氧化碳不会逃逸。

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