靠近北達(dá)科他州中心鎮(zhèn)的Milton R.Young Station和燃煤電廠一樣不起眼。但如果它的所有者M(jìn)innkota Power Cooperative有辦法，這家工廠很快就會聞名全球。

總部位于Grand Forks的電力合作組織發(fā)起了Tundra項目，該項目旨在建設(shè)世界上最大的發(fā)電廠碳捕獲設(shè)施，最早將于2022年開工建設(shè)。如果Minnkota Power籌集到該項目所需的10億美元，它計劃用合作公司宣稱的技術(shù)改造該電站，將捕獲該電站大型發(fā)電機(jī)（455兆瓦機(jī)組）排放的90%以上的二氧化碳。這一效果相當(dāng)于縮減掉60萬輛汽油汽車的排量。

“公司非常致力于尋找一種方法來保持這座燃煤電廠的運(yùn)轉(zhuǎn)，”從事Tundra項目的顧問David Greeson說。“但他們也同樣致力于尋找解決二氧化碳排放問題的方法，這也是他們花錢開發(fā)這個項目的原因。”

碳捕獲——在二氧化碳釋放到大氣中之前，將其從排放源中分離出來的過程，作為解決全球變暖問題的一種方法，越來越受到人們的關(guān)注。為了讓世界實現(xiàn)2015年巴黎氣候協(xié)議中提出的2攝氏度的目標(biāo)，需要與二氧化碳作斗爭，二氧化碳是主要的溫室氣體，約占排放量的四分之三。據(jù)估計，到2050年，碳捕獲可以幫助減少近10%的碳排放。

為了從Young station中分離二氧化碳，Tundra項目將利用與德克薩斯州Petra Nova電廠和加拿大Boundary Dam電廠現(xiàn)有的兩個碳捕獲和儲存（carbon capture and storage，CCS）設(shè)施相似的技術(shù)。

二氧化碳的去除過程開始于將煙氣通過洗滌器，以去除雜質(zhì)并降低其溫度。然后氣體進(jìn)入吸收器，吸收器中含有一種與二氧化碳結(jié)合的液態(tài)胺溶液。加熱釋放胺中的氣體，然后壓縮提取的二氧化碳。Tundra項目將液態(tài)二氧化碳泵入砂巖中，砂巖位于附近褐煤煤礦下方一英里處，在那里將被永久儲存。

Tundra是全球51個大型CCS項目之一（其中19個項目正在運(yùn)行，其余項目正在建設(shè)或處于不同的開發(fā)階段），四年前啟動時，各方褒貶不一。一些專家，如能源經(jīng)濟(jì)與金融分析研究所（Institute for Energy Economics and Financial Analysis，IEEFA）資源規(guī)劃分析主任David Schlissel認(rèn)為，“增加碳捕獲只是“拯救那些陳舊、昂貴、效率低下的煤電廠”的一種方式。”

美國一半以上的燃煤電廠都有40多年的歷史。這座年輕的電站建于上世紀(jì)70年代，完全屬于這一類。Schlissel在他與人合著的2018年報告中指出，將它們升級以適應(yīng)CCS改造的花費(fèi)將是昂貴的。

此外，他說，由于寄生負(fù)荷的增加，與CCS技術(shù)相結(jié)合的燃煤電廠運(yùn)行成本可能更高。一個燃煤電廠使用其發(fā)電量的百分之五到九來支持其運(yùn)行所需的設(shè)備。但是，他說，增加碳捕獲，一個能源和水資源密集型的過程，將這種寄生負(fù)載推高到33%。

根據(jù)IEEFA的估計，這使一個燃煤電廠的發(fā)電成本增加了兩倍多，從每兆瓦時30美元增加到了96美元。因此，煤炭在太陽能和風(fēng)能發(fā)電方面的競爭力變得更弱，太陽能和風(fēng)能發(fā)電目前的價格分別低至35美元和21美元每小時。

Schlissel說，這在該國一些非常適合使用可再生能源的地區(qū)尤其如此。例如，北達(dá)科他州擁有大量的風(fēng)能，可以以非常低的市場價格向電網(wǎng)供電。他說：“因此，從煤電廠購買電力的實體的納稅人支付的費(fèi)用要比其他實體多得多。”

“Are we looking for perfect or are we looking for good？”

—James Mulligan， World Resources Institute

但世界資源研究所（World Resources Institute）的James Mulligan說，用可再生能源取代煤炭和其他化石燃料并不是一個簡單的解決方案。問題變成了：“在政治來看，真的有這樣做的機(jī)會嗎？”他說。

在該國許多地區(qū)，對煤炭工業(yè)的支持依然強(qiáng)勁。盡管美國對煤炭的依賴穩(wěn)步下降，但燃料供應(yīng)仍接近美國電力需求的四分之一。從全球范圍來看，這一數(shù)字接近40%，亞洲許多國家因煤炭的可獲得性和低成本而青睞煤炭。

Mulligan說：“捕獲二氧化碳肯定比讓它繼續(xù)保持不變要好。我們究竟是在尋找完美還是在尋找美好？”

他說，像Tundra這樣的碳捕獲項目，是美國為實現(xiàn)2050年碳中和目標(biāo)（即每年僅排放20億噸二氧化碳）而需要采取的多管齊下方法的一部分。

但Schlissel說，減少美國碳足跡的方法成本更低。CCS項目的業(yè)績不佳，主要是因為建造這些項目的成本高得離譜。在能源部高級化石能源研究計劃（Department Of Energy‘s advanced fossil Energy research program）在2010年至2017年間資助的9個示范項目中，總計花費(fèi)約11.2億美元，而其中只有一個發(fā)電廠項目至今仍在運(yùn)營：240-MW Petra Nova。

即使是未來的項目，包括Tundra和新墨西哥州的San Juan發(fā)電站，似乎也沒有希望。“這每一個項目看起來似乎都沒有經(jīng)濟(jì)可行性，”Schlissel說。

Greeson不同意。Tundra項目已經(jīng)從能源部獲得980萬美元，北達(dá)科他州lignite research fund獲得1500萬美元。他相信，隨著45Q稅收抵免計劃（tax credit scheme）的追加資金，該項目將可獲得開工所需的資金。

根據(jù)該項目，資者每隔離和儲存一公噸二氧化碳將獲得50美元。Tundra項目每年捕獲350萬噸二氧化碳，補(bǔ)貼將持續(xù)12年。Greeson說：“因此，這項工程的稅收抵免額為21億美元，建設(shè)成本將達(dá)到10億美元左右。”

為此，Tundra項目團(tuán)隊與北達(dá)科他大學(xué)的合作者和兩個行業(yè)合作伙伴一起，目前正在努力獲得許可證，并制定詳細(xì)的工程計劃，以便他們能夠向潛在投資者提供全面的風(fēng)險評估。Greeson估計，需要兩年時間籌集所需資金，另外三年時間用必要的技術(shù)改造工廠。如果是這樣，Young Station最早可能在2025年成為世界上最大的基于電廠的碳捕獲設(shè)施。
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