{h1}
miljö + energi

Är "ren kol" makt svaret på Australiens utsläppsmål?

Anonim

Som Australiens energidebat uppger, kräver vissa politiker att renare och effektivare kolkraftverk ska minska utsläppen av växthusgaser.

Energiminister Josh Frydenberg berättade på tisdagen för ABC-radio att "superkritiska koleldade kraftverk faktiskt sänker koldioxidavtrycket med upp till 40%".

Och förra veckan hänvisade resursministern Matt Canavan till en rapport som ännu inte har släppts av industri-, innovations- och vetenskapsdepartementet, som hävdar att Australien kan möta sina koldioxidutsläppsmål genom att ersätta befintliga kolgeneratorer med ultra-superkritisk kolproduktion.

Så är det här en rimlig strategi att minska Australiens utsläpp?

Renare kol

Australiens kolgenerationsflotta är åldrande och behöver bytas ut. Två tredjedelar av de 25 gigawattarna i drift (efter Victoria's Hazelwood kraftverk är pensionerade i år) är mer än 30 år, enligt ACIL Allens generationsrapport. Vid 2025 kommer ytterligare 18% av flottan att vara mer än 30 år gammal.

Det innebär att endast 4GW av vår befintliga kolkraft år 2025 kommer att betraktas som tillräckligt effektiv. Detta är viktigt eftersom effektiv generation inte bara påverkar hur mycket generatorer betalar för bränsle, men även koldioxidutsläpp (CO₂).

Moderna kolkraftverk matar pulveriserat kol till en panna för att förbränna. Rör i pannans väggar absorberar sedan värmen och ångan som genereras i dessa pannor rör vänder ångturbinen och genererar el.

Skillnaden mellan subkritiska, superkritiska och ultrakritiska kedjor är i ångbetingelser som skapas i pannan. Superkritiska och ultrakritiska pannor kallas ofta högeffektiv teknik med låga utsläpp.

Ultra-superkritiska kraftverk är konstruerade för att fungera vid högre ångtemperatur och tryck. Detta förbättrar effektiviteten och har möjliggjorts av nya material som klarar av högre temperaturer.

Ultra-superkritiska kolkraftverk verkar under ångbetingelser över 593-621 och 28, 4 miljoner pascaler (ett mått på tryck). Du kan hitta ytterligare detaljer i denna rapport.

Användning av högre temperaturer innebär större effektivitet, vilket ger mer el med mindre kol. Australiens mest effektiva kolkraftverk, Kogan Creek, kan omvandla 37, 5% av bruttoenergin, eller värmevärdet, från kol till el. Hazelwood konverterar endast 22%. Den återstående energin går förlorad som värme.

Som jämförelse kan ultra-superkritiska kolstationer konvertera upp till 45% av bruttoenergin från kol till el.

Avancerad ultra-superkritisk kolproduktion förväntas omvandla mer än 50% av bruttoenergin från kol till el, men de dyra legeringar som krävs för att tillgodose de mycket höga temperaturkraven gör att plantorna är mycket dyra. Innan avancerade superkritiska kolanläggningar kan utnyttjas måste nya designändringar som denna först testas och utvärderas vid pilotimplementeringar.

Att minska bränsleanvändningen minskar utsläppen. Hazelwoods rapporterade CO₂-utsläppsintensitet från 2014-15 var 1400 kg växthusgas för varje megawatt-timme el som den producerade. Kogan Creek släppte 831 kg per megawatt-timme.

Den högre effektiviteten hos superkritiska generatorer kan minska utsläppsintensiteten till 760 kg per megawatt-timme för svart kol. Avancerade ultra-superkritiska generatorer kan minska utsläppen ytterligare. Uppgradering eller ersättning av Victorias brunkolgeneratorer till ultra-superkritisk skulle minska utsläppsintensiteten till 928 kg per megawatt-timme.

Så växthusgasutsläpp kan minskas om ultra-superkritiska generatorer ersätter Australiens gamla, ineffektiva kolgeneratorer.

Men räcker det?

Problemet är hur mycket CO₂-utsläpp kan minskas. Utsläpp från kolkraft är de största bidragsgivarna till Australiens totala utsläpp.

Under 2013-4 släppte kolgeneratorer 151 miljoner ton växthusgas och genererade 154 miljoner kilowattimmar elektricitet. Detaljer finns här. Detta är 29% av Australiens totala utsläpp under 2013-14 på cirka 523 miljoner ton. (Transport bidrog cirka 18% till totala utsläpp.)

Låt oss anta att nuvarande flotta av kraftverk arbetar med 80% kapacitet, vilket anses vara ett ekonomiskt optimalt för kolkraft. Detta skulle generera 176 gigawatt-timmar el och 165 miljoner ton utsläpp. Detta möjliggör en 14% ökning av förbrukningen av el år 2030, vilket sannolikt medges av prognoser för befolkning och ekonomisk tillväxt.

Om vi ​​sedan byter ut hela 25GW, både svart och brunt, med ultra-superkritisk generation, enligt antagandena i Australian Power Generation Technology Report, skulle utsläppen totalt uppgå till 139 miljoner ton. Detta skulle innebära en minskning med 16% av koldioxidutsläppen, men bara en minskning med 5% i Australiens totala utsläpp under 2013-4.

Och då skulle vi ha de superkritiska kraftverk under de närmaste 30-40 åren, oförmögna att minska våra utsläpp ytterligare när globala mål stramas.

Om Australien skulle vänta tills avancerad ultrakritisk kolkraft testas och testas, då kan vi spekulera att utsläppen från kolgenerering kan minska med ytterligare 10% till 124 miljoner ton. Detta skulle vara en mer lovande minskning av koldioxidutsläppen med 25%, men fortfarande bara en minskning med 7, 7% i Australiens totala utsläpp.

Förstå Australiens utsläppsminskningsmål

Australiens utsläppsminskningsmål för 2030 är 26-28% under 2005 års nivåer.

Utsläppen under 2005 var 594 miljoner ton. Australiens klimatmål skulle kräva att utsläppen skulle nå cirka 434 miljoner ton år 2030, en minskning med 160 miljoner ton.

Om kolkraftverk skulle minska utsläppen med 26-40 miljoner ton genom en övergång till ultra-superkritiska generatorer, skulle Australien fortfarande vara en väldigt lång väg från att uppfylla sina engagerade mål.

Det enda sättet att byta till ultra-superkritisk kolkraft skulle kunna möta Australiens 26-28% klimatmål om kolavskiljning och lagring (CCS) tillämpades.

Ultra-superkritiska kolväxter förväntas generera el vid A $ 80 per megawatt-timme, enligt den australiensiska kraftgenereringstekniska rapporten. Detta är 45% dyrare än den genomsnittliga grossistkostnaden för el för 2015-16. Om CCS läggs till svänger den projicerade kostnaden till A $ 155 per megawatt-timme, nästan tre gånger förra årets grossistkostnad för el.

Dessa kostnader går så småningom vidare till elräkningar och det är osannolikt att konsumenterna är villiga att se elpriserna stiger så mycket.

Innan vi ser mer detaljer som ligger till grund för den nuvarande entusiasmen för "rent kol", måste vi spekulera på antagandena i rapporten som hänvisats av minister Canavan.

Rekommenderas

Att inte hjälpa en partner med kronisk smärta kan vara den snabbaste vägen till återhämtning

Absorberad i översättning: konsten - och kul - av litterär översättning

Skvaller är en social färdighet - inte ett teckenfel