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煤炭的未來(lái):污染防治新規(guī)抑制燃煤電廠

  去年10月,哈爾濱的怪異照片吸引了全世界的目光。這個(gè)位于中國(guó)東北地區(qū)的工業(yè)城市被燒煤產(chǎn)生的嚴(yán)重霧霾所籠罩。

  數(shù)十年前,美國(guó)也經(jīng)歷過(guò)嚴(yán)重污染。盡管現(xiàn)在幾乎已經(jīng)被人們淡忘,但當(dāng)時(shí)的事件曾促成了美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局(EnvironmentalProtectionAgency)的設(shè)立和一系列聯(lián)邦法規(guī)的出臺(tái),這些都令電力行業(yè)發(fā)生了徹底改變——電力行業(yè)無(wú)論是在當(dāng)時(shí)還是現(xiàn)在都是美國(guó)空氣污染的最大來(lái)源。

  美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局早期的努力取得了重大收效。據(jù)聯(lián)邦統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示,自上世紀(jì)70年代末達(dá)到頂峰以來(lái),美國(guó)公用事業(yè)部門一直在減少兩大空氣污染物的排放,將可導(dǎo)致酸雨的二氧化硫的排放減少了逾80%,將可形成霧霾的氧化氮的排放減少了逾75%。公用事業(yè)部門在繼續(xù)大量燒煤的同時(shí),減少了這兩大污染物的排放——同時(shí)還減少了煤煙的排放。

  如今政府和公用事業(yè)部門開(kāi)始迎接一項(xiàng)可能更加艱巨的挑戰(zhàn):減少那些影響更加隱蔽的污染物的排放,比如汞和溫室氣體。

  其結(jié)果是,未來(lái)10年有數(shù)十家燃煤電廠可能被關(guān)閉,原因是公用事業(yè)部門確定對(duì)老舊燃煤電廠進(jìn)行升級(jí)改造以使其滿足環(huán)保規(guī)定是不值得的。

  環(huán)保組織自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)(NaturalResourcesDefenseCouncil)氣候項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人霍金斯(DavidHawkins)說(shuō),這無(wú)異于對(duì)發(fā)電廠發(fā)出了“放棄搶救的指示”。

  誠(chéng)然,法規(guī)并不是燃煤電廠關(guān)閉的唯一原因。燃燒天然氣所產(chǎn)生的二氧化碳約為煤炭的一半,而且天然氣的成本自2009年以來(lái)一直在大幅下降。

  美國(guó)的空氣污染法規(guī)可以追溯到1948年10月,當(dāng)時(shí)賓夕法尼亞州的工業(yè)城多諾拉(Donora)發(fā)生嚴(yán)重空氣污染,造成20人死亡。數(shù)千人因霧霾患病,后來(lái)發(fā)現(xiàn)霧霾與多種工業(yè)源有關(guān),包括一家鋅廠。1966年感恩節(jié)周紐約市遭遇的霧霾也被指致人死亡。

  1970年,美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了《清潔空氣法案》(CleanAirAct)。之后的40年,電力行業(yè)投資數(shù)百億美元用于燃煤電廠的升級(jí)改造,并改用從懷俄明州粉河盆地(PowderRiverBasin)開(kāi)采的低硫煤炭,進(jìn)而大大減少了燃煤電廠造成的污染。

  美國(guó)的空氣污染監(jiān)管可以追溯到1948年10月,當(dāng)時(shí)賓夕法尼亞州的工業(yè)城多諾拉發(fā)生嚴(yán)重空氣污染。早期,美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局的工作重點(diǎn)是減少大城市附近的工廠和發(fā)電廠所造成的空氣污染,這反映出當(dāng)時(shí)人們普遍認(rèn)為污染是一個(gè)城市問(wèn)題。

  塞拉俱樂(lè)部(SierraClub)氣候政策主管JohnCoequyt表示,在1970年《清潔空氣法案》出臺(tái)前,污染控制設(shè)備實(shí)際并不存在。公用事業(yè)部門稱無(wú)法按照法規(guī)行事,或者稱這會(huì)耗費(fèi)巨額資金。Coequyt表示,但是電力公司找到了方法來(lái)滿足法規(guī)要求。他說(shuō),我們已經(jīng)走過(guò)了很長(zhǎng)一段路。

  最近,法規(guī)實(shí)施的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了跨州污染以及汞和砷等有毒物質(zhì)。據(jù)專家們稱,一項(xiàng)關(guān)于汞的新規(guī)(將于明年生效)在未來(lái)幾年可能會(huì)削減約90%的汞排放,并導(dǎo)致燃煤電廠關(guān)閉。

  美國(guó)電力公司(AmericanElectricPowerCo.)首席執(zhí)行長(zhǎng)NickAkins表示,該公司需要耗資35億至40億美元才能滿足汞新規(guī)的要求,但他也說(shuō),公司向來(lái)能夠應(yīng)對(duì)環(huán)保方面的大額支出。

  國(guó)家環(huán)境保護(hù)局還將其注意力轉(zhuǎn)向了二氧化碳等溫室氣體。去年該機(jī)構(gòu)提出了一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),讓建造常規(guī)燃煤電廠變得不可能。預(yù)計(jì)該機(jī)構(gòu)明年將提出一項(xiàng)針對(duì)現(xiàn)有工廠的規(guī)定,并在2020年后落實(shí)最終的溫室氣體規(guī)定。

  經(jīng)營(yíng)復(fù)雜氣體分離設(shè)備存在難度,這對(duì)停止煤炭燃燒引發(fā)的二氧化碳排放構(gòu)成了阻礙。在測(cè)試中,類似的設(shè)備耗能巨大,降低了發(fā)電量??茖W(xué)家們正努力將這個(gè)過(guò)程所消耗的能量減半。

    

  圖為國(guó)家能源技術(shù)科學(xué)家們正在查看運(yùn)行中的傳感器。相關(guān)過(guò)程可令燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)降到最少。

  另一項(xiàng)工作重點(diǎn)是在煤炭燃燒前將其凈化:將煤炭轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w,并分離污染物。亞特蘭大公用事業(yè)公司SouthernCo.建造的一個(gè)將煤炭轉(zhuǎn)化為氣體的發(fā)電廠已接近完工,可以分離燃煤所產(chǎn)生的65%的二氧化碳。

  但Southern預(yù)計(jì),這家位于密西西比州肯珀縣的電廠將耗資52.4億美元,從而令其成為美國(guó)歷史上造價(jià)最高的化石燃料項(xiàng)目之一。如此高昂的造價(jià)使得其他美國(guó)公用事業(yè)公司對(duì)建造清潔燃煤電廠望而生畏。

  但Southern首席執(zhí)行長(zhǎng)TomFanning表示,即便如此,中國(guó)、巴基斯坦、印尼和澳大利亞等富含煤炭但又缺乏天然氣的國(guó)家依然對(duì)該公司的技術(shù)感興趣。Fanning說(shuō),技術(shù)最終將為煤炭行有益之事,對(duì)此他仍感到樂(lè)觀。

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