商業 日本正嘗試使用氨來清潔煤炭

日本正嘗試使用氨來清潔煤炭

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世界發達經濟體已承諾在未來七年內逐步淘汰煤炭。 但日本卻不然,它是唯一堅持可以減少煤炭對地球破壞的國家。

最明顯的例子莫過於位於日本中部小城市碧南市的日本最大燃煤電廠,40 萬噸漆黑的煤堆遍布在 40 個足球場大小的土地上。

從明年春天開始,擁有該地點的杰拉公司希望證明,它可以將氨(燃燒時不會排放二氧化碳)與鍋爐中的煤炭混合。 這項新技術的使用引發了一場爭論:是尋找更清潔的煤炭使用方式,還是盡快廢棄煤炭,轉而使用可再生能源。

該公司表示,氨法可以減少危險排放,對抗全球變暖。 這項工作最初由日本政府構想並得到大量補貼,它是計劃在以“清潔煤”名義銷售的工藝中使用氨的幾家電力公司之一。

有了氨,這些公司就可以“使用我們現有的工廠,而不是建造全新的工廠”,Jera 碧南工廠的總經理 Katsuya Tanikawa 說。

日本近三分之一的電力供應來自煤炭,煤炭是世界上最骯髒的能源之一。 但批評人士表示,氨的使用只會擴大日本對化石燃料的依賴,並且可能會增加氨生產過程中的碳排放量。 燃燒氨還會產生氮氧化物,它對人體有毒,是另一種需要管理的排放物。

智庫 E3G 高級政策顧問卡特琳·彼得森 (Katrine Petersen) 表示:“我們現在需要減少燃煤電廠的排放,而不是探索一種可能可行或不可行的技術。”

自2011年地震和海嘯引發福島第一核電站三重熔毀以來,日本對能源的擔憂呈指數級增長。災難發生後,日本立即關閉了所有核電站,一夜之間切斷了全國30%的電力供應。 為了彌補這一不足,儘管世界正在逐漸擺脫化石燃料,但該國的電力公司仍忙於建造新的燃煤電廠。

日本首相岸田文雄最近加大了重啟該國核電網絡的力度,但核電站所在社區卻表示抵制。

日本是世界第三大經濟體,本國自然資源很少,在不進口燃料的情況下只能滿足其能​​源需求的 11% — 世界上最富裕國家中自給率最低的國家之一。

今年春天在札幌舉行的七國集團領導人環境部長會議上,日本是唯一拒絕承諾到 2030 年將煤炭使用量降至零的國家。

政府和國家電力行業指出了快速建設可再生能源的眾多障礙,包括日本的地理偏僻、山區地形、深海水和每年的颱風季節。

習近平主席最近表示,中國將按照自己的“節奏和強度”減少碳排放,日本官員表示,日本也有自己的時間表和方法。

“我們想登上同一座山,到達同一座山峰,”經濟產業省能源戰略辦公室主任小高敦說。 “但我們的攀登路線不必和其他人一樣。”

電力行業也不願放棄煤炭,因為最近花費了大量資金來建設新電廠。 自 2011 年以來,日本電力公司已建造了 40 座燃煤電廠,幾乎佔日本燃煤網絡總量的四分之一,其中一座新的杰拉電廠於上個月上線。

日本政府與工業界一道承諾在 10 年內提供約 152 萬億日元(約合 1.1 萬億美元),幫助該國實現淨零碳排放。 貿易部表示,到 2030 年,將把煤炭發電量減少到電力供應的 19%,其中氨技術約佔 1%,而且這一比例可能還會上升。

杰拉知道它必須說服可能對其計劃持懷疑態度的公眾,因此它在電影院投放廣告並發放折扣券,以宣傳其開發“零排放火電”的努力。

日本還希望最終將這項技術出口到亞洲鄰國,近年來日本幫助亞洲鄰國建造了新的燃煤電廠。

“我們正在努力減少這些國家對煤炭本身的依賴,”日本貿易部自然資源和能源規劃師 Masashi Watanabe 表示。 “氨混燒可能是一種解決方案。”

在碧南 (Hekinan) 龐大的杰拉 (Jera) 工廠,焊工最近固定了 700 噸儲罐的頂部。 多根橙色的大管道散落在地上,等待安裝到將氨輸送到工廠鍋爐的管道中。

在最近的一次測試中,該公司將 0.02% 的氨與拳頭大小的煤塊混合在一個加熱到 1,500 攝氏度(超過 2,700 華氏度)的鍋爐中。 實現下一個目標將是一個更大的挑戰。

到 3 月份,該公司希望開始測試由高達 20% 氨組成的混合物,成為世界上第一家這樣做的公司。

即使該技術有效,獲得穩定、負擔得起且清潔的氨供應可能會嚴重限制世界上生產化肥所需的化合物的供應。

政府自己的 綠色增長戰略 他承認,如果日本所有燃煤電廠都使用 20% 的氨,“它們每年將需要約 2000 萬噸氨”——相當於目前世界市場上交易的氨總量。

政府資助的獨立研究小組全球環境戰略研究所的氣候和能源研究員 Hajime Takizawa 表示,這種供應限制使得氨計劃“幾乎不可能”執行。 不過,政府表示,一旦證明該技術有效,供應商就會滿足需求。

但生產氨本身需要電力,而根據目前的方法,電力通常是由煤炭或天然氣等化石燃料產生的。 在一種常見的過程中,水被加熱到極高的溫度(高達 2,000 攝氏度或 3,632 華氏度),以便氫原子能夠分裂並與氮結合。 (查看高中科學教科書中氨的化學式!)

加熱水需要大量電力,最初流向日本的氨供應可能會使用所謂的灰電或棕電來生產。 因此,雖然在發電廠燃燒氨可以減少一個地方的碳排放,但製造氨可能會在另一個地方產生更多的碳排放。

因此,氣候活動組織 350.org 日本團隊負責人 Masayoshi Iyoda 表示,氨法“的緩解潛力非常小”。

供應商表示,他們最終將使用可再生能源來製造氨或捕獲生產過程中排放的碳並將其埋在地下。 分析人士表示,考慮到此類方法的成本,將氨和煤混合將比直接使用風能等可再生能源更昂​​貴。

批評人士稱,最終,日本優先考慮氨技術,以保護根深蒂固的工業利益,免受新的可再生能源供應商的侵害。 “他們充分意識到自己是這一轉變的失敗者,”研究和倡導組織氣候整合的創始人平田公子 (Kimiko Hirata) 說。 “所以他們非常重視盡可能長時間地保護現狀和既得利益。”

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