Une centrale électrique au charbon à Conesville, Ohio Image avec l'aimable autorisation du fichier Morgue Le charbon est le plus sale de tous les combustibles fossiles. Lorsqu'il est brûlé, il produit des émissions qui contribuent au réchauffement climatique, créer des pluies acides et polluer l'eau. Avec tout le battage autour de l'énergie nucléaire, l'hydroélectricité et les biocarburants, vous pourriez être pardonné de penser que le charbon crasseux est enfin sur le point de disparaître.
Mais le charbon n'est pas un vestige de suie de la révolution industrielle - il génère la moitié de l'électricité aux États-Unis et continuera probablement à le faire tant qu'il sera bon marché et abondant [source :Energy Information Administration]. Technologie du charbon propre cherche à réduire les effets néfastes sur l'environnement en utilisant plusieurs technologies pour nettoyer le charbon et contenir ses émissions.
Le charbon est un combustible fossile composé principalement de carbone et d'hydrocarbures. Ses ingrédients aident à fabriquer des plastiques, goudron et engrais. Un dérivé du charbon, un carbone solidifié appelé du Coca , fait fondre le minerai de fer et le réduit pour créer de l'acier. Mais la plupart du charbon - 92 % de l'approvisionnement américain - est utilisé pour la production d'électricité [source :Energy Information Administration]. Les compagnies d'électricité et les entreprises dotées de centrales électriques brûlent du charbon pour produire de la vapeur qui fait tourner les turbines et génère de l'électricité.
Quand le charbon brûle, il libère du dioxyde de carbone et d'autres émissions dans gaz de combustion , les nuages gonflés que vous voyez sortir des cheminées. Certaines technologies propres au charbon purifient le charbon avant qu'il ne brûle. Un type de préparation de charbon, lavage de charbon , élimine les minéraux indésirables en mélangeant du charbon concassé avec un liquide et en permettant aux impuretés de se séparer et de se déposer.
D'autres systèmes contrôlent la combustion du charbon pour minimiser les émissions de dioxyde de soufre, les oxydes d'azote et les particules. Laveurs humides , ou des systèmes de désulfuration des fumées, éliminer le dioxyde de soufre, une cause majeure de pluies acides, en aspergeant les fumées de calcaire et d'eau. Le mélange réagit avec le dioxyde de soufre pour former du gypse synthétique, un composant de cloison sèche.
Brûleurs bas NOx (oxyde d'azote) réduire la création d'oxydes d'azote, une cause d'ozone troposphérique, en limitant l'oxygène et en manipulant le processus de combustion. Précipitateurs électrostatiques éliminer les particules qui aggravent l'asthme et provoquent des affections respiratoires en chargeant les particules d'un champ électrique, puis en les capturant sur des plaques de collecte.
Gazéification évite complètement de brûler du charbon. Avec des systèmes à cycle combiné de gazéification intégrée (GICC), la vapeur et l'air chaud sous pression ou l'oxygène se combinent au charbon dans une réaction qui force les molécules de carbone à se séparer. La résultante gaz de synthèse , un mélange de monoxyde de carbone et d'hydrogène, est ensuite nettoyé et brûlé dans une turbine à gaz pour produire de l'électricité. L'énergie thermique de la turbine à gaz alimente également une turbine à vapeur. Étant donné que les centrales électriques IGCC créent deux formes d'énergie, ils ont le potentiel d'atteindre un rendement énergétique de 50 pour cent [source :U.S. Ministère de l'Énergie].
Prochain, nous découvrirons la plus ambitieuse de toutes les technologies du charbon propre et ce qui doit se passer avant que le charbon propre ne devienne commercialement réalisable.
Le charbon n'ira nulle part de sitôt - il génère la moitié de l'alimentation électrique des États-Unis. Aaron Cobbett/Pierre/Getty Images La capture et le stockage du carbone -- peut-être la technologie de charbon propre la plus prometteuse -- capture et séquestre les émissions de dioxyde de carbone (CO2) provenant de sources fixes comme les centrales électriques. Puisque le CO2 contribue au réchauffement climatique, la réduction de son rejet dans l'atmosphère est devenue une préoccupation internationale majeure. Afin de découvrir les moyens de captage du carbone les plus efficaces et les plus économiques, les chercheurs ont développé plusieurs technologies.
Séparation des fumées élimine le CO2 avec un solvant, enlève le CO2 avec de la vapeur, et condense la vapeur en un flux concentré. La séparation des gaz de combustion rend le CO2 utilisable commercialement, ce qui permet de compenser son prix. Un autre processus, oxycombustion , brûle le combustible en oxygène pur ou enrichi pour créer un gaz de combustion composé principalement de CO2 et d'eau - cela évite le processus énergivore de séparation du CO2 des autres gaz de combustion. Une troisième technologie, captage précombustion , élimine le CO2 avant qu'il ne soit brûlé dans le cadre d'un processus de gazéification.
Après capture, des conteneurs sécurisés séquestrent le CO2 collecté pour empêcher ou bloquer sa rentrée dans l'atmosphère. Les deux options de stockage, géologique et océanique , doit contenir le CO2 jusqu'à ce que les émissions maximales disparaissent dans des centaines d'années. Le stockage géologique consiste à injecter du CO2 dans la terre. Les gisements de pétrole ou de gaz épuisés et les aquifères salins profonds contiennent du CO2 en toute sécurité tandis que des veines de charbon inexploitables l'absorbent. Un processus appelé récupération améliorée du pétrole utilise déjà du CO2 pour maintenir la pression et améliorer l'extraction dans les réservoirs de pétrole.
Stockage océanique, une technologie encore à ses débuts, consiste à injecter du CO2 liquide dans les eaux 500 à 3, 000 mètres de profondeur, où il se dissout sous pression. Cependant, cette méthode diminuerait légèrement le pH et pourrait nuire aux habitats marins. Toutes les formes de stockage du CO2 nécessitent une préparation et une surveillance minutieuses pour éviter de créer des problèmes environnementaux qui l'emportent sur les avantages du confinement du CO2.
Étant donné que les formes alternatives d'énergie ne peuvent pas encore remplacer une source d'énergie aussi bon marché et abondante que le charbon, la technologie du charbon propre promet d'atténuer les effets climatiques de plus en plus graves des émissions de charbon. Les entreprises de services publics et les entreprises ne le font pas, cependant, toujours accepter la technologie uniquement pour le bien de l'environnement -- la technologie doit d'abord avoir un sens économique.
Le nettoyage du charbon et la séquestration de ses émissions augmentent considérablement le prix par BTU de ce qui serait autrement un carburant bon marché. Alors que la vente de sous-produits comme le gypse ou le CO2 commercial pour les sodas et la neige carbonique peut compenser le prix des technologies du charbon propre, une redevance sur le carbone pourrait rendre la réduction des émissions financièrement réaliste.
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Sources
