中国正在推进一项新战略,可扩大开采煤炭能源,也可以减少对环境的影响:就是把煤炭变成清洁燃烧的气体,是在地下进行。
英中峰会上月底在北京举行,英国首相大卫•卡梅伦(David Cameron)和中国总理温家宝出席,有一家15亿美元的合资公司成立,要气化埋藏的煤炭600万吨,每年发电1000兆瓦。
有一个项目在内蒙古伊河(Yi He)煤场,正在推进的有国有公司中国节能与环保集团(China Energy Conservation and Environmental Protection Group),以及英国西姆威尔国际公司(Seamwell International),这家公司是新成立的,开发煤炭地下气化(UCG:underground coal gasification)技术。这是备受瞩目的,中国有几个这样的招商项目(proposed projects)。有十几个类似的大型项目正在开发,是在其他国家,包括美国,加拿大,澳大利亚,匈牙利。
煤炭地下气化受到推广,被作为一种比较干净方法,开采的煤层(coal seams)过深或太薄,挖掘要经济,就不能采用传统矿井。这样的煤层在内蒙古储量估计有2800亿吨,这是根据西姆威尔公司所说。这两倍于中国可采煤炭吨位,就是伦敦世界能源理事会(World Energy Council)认可的吨位。煤炭地下气化用煤发电,可减少空气污染,温室气体排放和用水量,胜过现有燃煤电厂。
然而,仍有待验证的是,煤炭地下气化是否可以大规模经营,又不污染地下水。上周,澳大利亚监管机构控告墨尔本的煤炭地下气化开发商美洲狮能源公司(Cougar Energy),据称污染了地下水,有迹象表明,这是中国监管机构日益关注的。
煤炭地下气化发电的化学性质,类似于气化发电厂,比如250兆瓦的绿色煤电(GreenGen)工程,预计今年年底在天津启动,其中,热量和压力转化煤炭,转变成可燃、混合的一氧化碳和氢气,就是所谓的合成气(syngas)。煤炭地下气化利用钻井技术,工程设计使煤层本身变成地下气化反应器。钻井深入煤层,供应空气或氧气,有时是蒸汽,燃烧一些煤炭,产生热量和压力,从而气化更多的煤炭,然后,把产生的合成气输送到地表。
中国最大的试点项目表明,煤炭地下气化将具有经济竞争力,依据的数据是今年春天产生的,来自北京能源巨头新奥集团(ENN)。陈锋(Feng Chen)是新奥集团煤炭地下气化总工程师,他报告了26个月的气化,10亿加元(1.55亿美元)的煤炭地下气化运营,这是在内蒙古乌兰察布(Ulanchap)进行,产生了5兆瓦的电力。他预计,煤炭地下气化供电可便宜27%,相对比的一些电厂,比如绿色煤电气化煤炭就是在地面上进行。
塞弗科特•杜鲁勘(Sevket Durucan)是英国伦敦帝国学院(Imperial College London)采矿和环境工程教授,也是西姆威尔公司技术顾问,他说,现有的钻探资料表明,大约400米深的煤层,就是英中集团正在计划的,可以支持一项大型煤炭地下气化项目。“那里有相当大的储藏。纸面上看起来不错,”杜鲁勘说。他说,更多钻探将于本月在内蒙古开始,以确认该这一场地的前景,以及该项目的环境证书。
杜鲁勘称,平均而言,煤炭地下气化为基础的发电,碳足迹低20%,这是对比煤粉燃烧电厂发电,后者在中国占主导地位,这主要归功于避免了煤炭开采中的甲烷(methane)排放。它可以使二氧化碳排放量减少一半,只需添加设备,捕获和储存电厂的二氧化碳排放,这一选择,杜鲁勘说,目前正考虑用于这一英中项目。
今年夏天的调查将提供更具体的数据,都是有关这一项目可能的温室气体效益。它还将评估对地下水造成的风险。地下燃烧和气化煤炭,会产生致癌副产品,如苯(benzene)。杜鲁勘说,地下水的污染是“一个必须考虑问题,”但这一问题可以管理,它取决于“如何控制气化过程和压力。”
其他人混合评估了煤炭地下气化对供水的潜在影响。道格•榭格科(Doug Shaigec)是卡尔加里(Calgary)煤炭地下气化开发商天鹅山合成燃料公司(Swan Hills Synfuels)总裁,他说,这一英中项目有益于中国的干旱煤地区,只需利用非饮用生理盐水层,供应气化过程所消耗的水,这些事情就是天鹅山公司计划要做的,就是它1400米深, $ 15亿加元(1.6亿美元)的煤炭地下气化项目,就在阿尔伯塔省。不过,他说,接近含水层,可能是致命的,对于浅层煤炭地下气化方案而言就是这样。“我们认为,不适当的做法是在淡水含水层进行煤炭地下气化,”榭格科说。
地下水问题似乎已经扼杀了美洲狮能源公司的煤炭地下气化试验项目,昆士兰州(Queensland)环境管理局关闭这一项目,是在去年夏天,就在该项目的天然气生产井破裂之后,美洲狮公司汇报了地下水中的微量苯和甲苯(toluene)。美洲狮公司已经对关闭提出异议,本周发表声明,声称“当地水井的水质没有问题。”
但一些业内人士支持监管机构的决定。“这是昆士兰州做他们的工作,因为他们应该这样做,这不是一个下意识的反应,”朱利•劳德(Julie Laude)说,他是煤炭地下气化协会首席执行官,这是英国萨里(Surrey)的一个行业协会。
即使在中国,虽然只有欠发达的环境执法系统,但较浅层的项目也可能面临审查。美洲狮能源公司上月底宣布,地方当局已要求“进一步的技术和环境细节”,就是针对200米深煤层和400兆瓦电厂,是它提出要开发的,就在内蒙古吴镍特(Wu Ni Te)煤矿,合作者是内蒙古德泰隆投资能源公司(Inner Mongolia DeTailong Investment Energy)。美洲狮公司说,这一项目,原本确定今年春天开始,现在要再推迟两至三个月。
劳德表示,积极的调控最终会保护负责任的煤炭地下气化技术开发商。正如她所说的那样:“在游戏的这个阶段,有点坏消息可以影响到每一个人。”
地下气化开采中国煤炭
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