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煤炭的未来:污染防治新规抑制燃煤电厂

  去年10月,哈尔滨的怪异照片吸引了全世界的目光。这个位于中国东北地区的工业城市被烧煤产生的严重雾霾所笼罩。

  数十年前,美国也经历过严重污染。尽管现在几乎已经被人们淡忘,但当时的事件曾促成了美国国家环境保护局(EnvironmentalProtectionAgency)的设立和一系列联邦法规的出台,这些都令电力行业发生了彻底改变——电力行业无论是在当时还是现在都是美国空气污染的最大来源。

  美国国家环境保护局早期的努力取得了重大收效。据联邦统计数字显示,自上世纪70年代末达到顶峰以来,美国公用事业部门一直在减少两大空气污染物的排放,将可导致酸雨的二氧化硫的排放减少了逾80%,将可形成雾霾的氧化氮的排放减少了逾75%。公用事业部门在继续大量烧煤的同时,减少了这两大污染物的排放——同时还减少了煤烟的排放。

  如今政府和公用事业部门开始迎接一项可能更加艰巨的挑战:减少那些影响更加隐蔽的污染物的排放,比如汞和温室气体。

  其结果是,未来10年有数十家燃煤电厂可能被关闭,原因是公用事业部门确定对老旧燃煤电厂进行升级改造以使其满足环保规定是不值得的。

  环保组织自然资源保护协会(NaturalResourcesDefenseCouncil)气候项目的负责人霍金斯(DavidHawkins)说,这无异于对发电厂发出了“放弃抢救的指示”。

  诚然,法规并不是燃煤电厂关闭的唯一原因。燃烧天然气所产生的二氧化碳约为煤炭的一半,而且天然气的成本自2009年以来一直在大幅下降。

  美国的空气污染法规可以追溯到1948年10月,当时宾夕法尼亚州的工业城多诺拉(Donora)发生严重空气污染,造成20人死亡。数千人因雾霾患病,后来发现雾霾与多种工业源有关,包括一家锌厂。1966年感恩节周纽约市遭遇的雾霾也被指致人死亡。

  1970年,美国国会通过了《清洁空气法案》(CleanAirAct)。之后的40年,电力行业投资数百亿美元用于燃煤电厂的升级改造,并改用从怀俄明州粉河盆地(PowderRiverBasin)开采的低硫煤炭,进而大大减少了燃煤电厂造成的污染。

  美国的空气污染监管可以追溯到1948年10月,当时宾夕法尼亚州的工业城多诺拉发生严重空气污染。早期,美国国家环境保护局的工作重点是减少大城市附近的工厂和发电厂所造成的空气污染,这反映出当时人们普遍认为污染是一个城市问题。

  塞拉俱乐部(SierraClub)气候政策主管JohnCoequyt表示,在1970年《清洁空气法案》出台前,污染控制设备实际并不存在。公用事业部门称无法按照法规行事,或者称这会耗费巨额资金。Coequyt表示,但是电力公司找到了方法来满足法规要求。他说,我们已经走过了很长一段路。

  最近,法规实施的重点转向了跨州污染以及汞和砷等有毒物质。据专家们称,一项关于汞的新规(将于明年生效)在未来几年可能会削减约90%的汞排放,并导致燃煤电厂关闭。

  美国电力公司(AmericanElectricPowerCo.)首席执行长NickAkins表示,该公司需要耗资35亿至40亿美元才能满足汞新规的要求,但他也说,公司向来能够应对环保方面的大额支出。

  国家环境保护局还将其注意力转向了二氧化碳等温室气体。去年该机构提出了一项标准,让建造常规燃煤电厂变得不可能。预计该机构明年将提出一项针对现有工厂的规定,并在2020年后落实最终的温室气体规定。

  经营复杂气体分离设备存在难度,这对停止煤炭燃烧引发的二氧化碳排放构成了阻碍。在测试中,类似的设备耗能巨大,降低了发电量。科学家们正努力将这个过程所消耗的能量减半。

    

  图为国家能源技术科学家们正在查看运行中的传感器。相关过程可令燃烧过程中产生的有害物质降到最少。

  另一项工作重点是在煤炭燃烧前将其净化:将煤炭转化为可燃气体,并分离污染物。亚特兰大公用事业公司SouthernCo.建造的一个将煤炭转化为气体的发电厂已接近完工,可以分离燃煤所产生的65%的二氧化碳。

  但Southern预计,这家位于密西西比州肯珀县的电厂将耗资52.4亿美元,从而令其成为美国历史上造价最高的化石燃料项目之一。如此高昂的造价使得其他美国公用事业公司对建造清洁燃煤电厂望而生畏。

  但Southern首席执行长TomFanning表示,即便如此,中国、巴基斯坦、印尼和澳大利亚等富含煤炭但又缺乏天然气的国家依然对该公司的技术感兴趣。Fanning说,技术最终将为煤炭行有益之事,对此他仍感到乐观。

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