Minnkota电力合作组织

靠近美国北达科他州中心镇的Young电站和燃煤发电厂一样不起眼。但如果它的所有者Minnkota电力合作组织能够如愿，这座电厂将很快闻名于世。

位于大福克斯市的电力合作组织已经启动了Tundra项目，该项目旨在建设世界上最大的发电厂碳捕集与封存设施，最早将于2022年开始建设。如果Minnkota电力公司筹集到项目所需的10亿美元，则计划用合作组织主张的技术对电站进行改造，该技术将捕集电厂455兆瓦大型发电机排放的超过90%的CO₂，其影响相当于让60万辆燃油汽车停驶。

“公司致力于找到一种保持燃煤电厂运行的方法，”Tundra项目顾问David Greeson说，“同样致力于找到解决CO₂排放问题的方法，也是他们开发这个项目的原因。”

碳捕集与封存，作为解决全球变暖问题的一种方法，即在CO₂排放到大气之前将其封存在排放源处，引起了越来越多的关注。为了实现2015年《巴黎气候协定》(Paris Climate Agreement)设定的2摄氏度目标，世界需要与CO₂作斗争。CO₂是主要的温室气体，占全球温室气体排放量的约四分之三。预计到2050年，碳捕集与封存可以帮助减少近10%的此类排放。

为了在Young电站减少CO₂，Tundra项目将使用的技术与世界上仅有的另两个的碳捕集和封存(CCS)设施相似，这两个设施在发电厂中运行：美国德克萨斯州的Petra Nova和加拿大萨斯喀彻温省的Boundary Dam。

去除CO₂的过程首先是将烟气通过洗涤器去除杂质并降低其温度，然后气体进入吸收器，吸收器中含有一种能与CO₂结合的液态胺溶液。加热后将气体从胺中释放出来，接着将提取的CO₂压缩。Tundra项目计划将液态CO₂泵入砂岩中，这些砂岩位于附近褐煤煤矿下一英里多一点的地方，将被永久封存在那里。

Tundra项目是世界上51个大型CCS项目之一（其中19个正在运行，其余的正在建设或处于不同的发展阶段），该项目于四年前启动，但评价褒贬不一。一些专家，如能源经济与金融分析研究所(IEEFA)资源规划分析主任David Schlissel，认为增加碳捕集只是“拯救老旧、昂贵、低效的燃煤电厂”的一种方式。

美国一半以上的燃煤电厂都有40年以上的历史，建于20世纪70年代的Young站完全属于这一类。Schlissel在他与人合著的2018年报告中指出，将它们升级以适应CCS改造的花费将是昂贵的。

此外，他说，由于寄生负荷的增加，与CCS技术相结合的燃煤电厂运行成本可能更高。一个燃煤电厂使用其发电量的5%到9%来支持其运行所需的设备。但加上碳捕集，一个能源和水资源密集型的过程，将会使这种寄生负载增加到33%。

根据IEEFA的估计，这将使燃煤电厂发电的成本从每兆瓦时30美元到96美元，增加三倍多。导致与太阳能和风力发电相比，煤炭的竞争力更低，目前购买太阳能和风力发电的价格分别为35美元和21美元。

"我们是在追求完美还是在追求美好？"

Schlissel说，这在该国一些非常适合使用可再生能源的地区尤其如此。例如，北达科他州拥有大量的风能，可以以极低的市场价格向电网提供电力。“因此，那些从燃煤电厂购买电力的实体的纳税者支付的电费比他们本来支付的要高得多。”

但世界资源研究所的James Mulligan表示，用可再生能源替代煤炭和其他化石燃料并不是一个简单的解决方案。他说：“问题变为：在政治来看，真的有这样做的机会吗？”

在美国的许多地方，对煤炭行业的支持仍然很强。尽管美国对煤炭的依赖稳步下降，但燃料供应仍接近美国电力需求的四分之一。从全球范围看，这一数字接近40%，亚洲许多国家因煤炭的可获得性和低成本而青睐煤炭。

Mulligan说：“捕集CO₂肯定比让它继续保持不变要好。我们究竟是在寻找完美还是在寻找美好？”

他说，像Tundra这样的碳捕集与封存项目，是美国为实现2050年碳中和目标（即每年仅排放20亿吨CO₂）而需要采取的多管齐下方法的一部分。

但Schlissel说，减少美国碳足迹的方法成本更低。CCS项目的业绩不佳，主要是因为建造这些项目的成本高得离谱。在能源部高级化石能源研究计划（Department Of Energy's advanced fossil Energy research program）在2010年至2017年间资助的9个示范项目中，总计花费约11.2亿美元，而其中只有一个发电厂项目至今仍在运营：240-MW Petra Nova。

即使是未来的项目，包括Tundra和新墨西哥州的San Juan发电站，似乎也没有希望。“这每一个项目看起来似乎都没有经济可行性，”Schlissel说。

Greeson不同意，Tundra项目已经从能源部获得980万美元，从北达科他州褐煤研究基金获得1500万美元。他相信，随着45Q税收抵免（tax credit scheme）的额外资金，该项目将可获得启动所需的资金。

按照45Q抵免税法案，投资者将从每分离和封存一吨CO₂中获得50美元补贴。Tundra项目计划每年捕集350万吨CO₂，补贴将持续12年。Greeson说:“这项工程的税收抵免额为21亿美元，建设成本将达到10亿美元左右。”

为此，Tundra项目团队与来自北达科他州大学(University of NorthDakota)的合作者以及两家行业合作伙伴一起，目前正在努力获取许可证，并制定详细的工程计划，以便能向潜在投资者提供全面的风险评估。Greeson估计，筹集所需资金需要两年时间，用必要的技术改造工厂需要三年时间。如果是这样，Young站最早可能在2025年成为世界上最大的基于电厂的碳捕集与封存设施。