中國儲能網(wǎng)訊：參考消息網(wǎng)2月10日報道美國《大眾科學(xué)》月刊網(wǎng)站近日發(fā)布題為《海上風(fēng)力發(fā)電場可以在需求低的日子里儲存二氧化碳》的文章，作者為美國哥倫比亞大學(xué)教授戴維·戈德伯格，現(xiàn)將文章編譯如下：
在美國馬薩諸塞州和紐約州沿海，開發(fā)商們正準備建造美國首批得到聯(lián)邦政府批準的公用事業(yè)規(guī)模的海上風(fēng)力發(fā)電場——總共74臺渦輪機，可以為47萬戶家庭供電。還有十多個東海岸的海上風(fēng)電項目正在等待審批。
拜登政府的目標是，到2030年使海上風(fēng)力發(fā)電量達到30千兆瓦，足以為1000多萬戶家庭供電。
用風(fēng)能等清潔能源取代以化石燃料為基礎(chǔ)的能源對阻止氣候變化造成的日益嚴重的影響至關(guān)重要。但這種轉(zhuǎn)變發(fā)生的速度不夠快，不足以阻止全球變暖。人類活動向大氣中注入了大量二氧化碳，因此我們還必須從空氣中清除二氧化碳并永久封存。
海上風(fēng)電場具有獨特的優(yōu)勢，既能做到這兩點，又能省錢。
作為一名海洋地球物理學(xué)家，我一直在探索將風(fēng)力渦輪機與直接從空氣中捕獲二氧化碳并將其儲存在海底天然儲存庫的技術(shù)相結(jié)合的可能性。這些技術(shù)結(jié)合起來，可以降低碳捕獲的能源成本，把對陸上管道的需求降至最低，從而減少對環(huán)境的影響。
有幾個研究團隊和科技初創(chuàng)企業(yè)正在測試能夠直接從大氣中吸收二氧化碳的直接空氣捕獲裝置。這項技術(shù)行得通，但迄今為止的早期項目既昂貴又耗費能源。
這些系統(tǒng)使用過濾器或液體溶液，從吹過的空氣中捕獲二氧化碳。過濾器一旦滿了，就需要用電力和熱來釋放二氧化碳并重新開始捕獲循環(huán)。
這一過程要想實現(xiàn)凈負排放，能源必須是無碳的。
目前世界上最大的主動式直接空氣捕集廠通過使用廢熱和可再生能源來做到這一點。這個位于冰島的工廠隨后將捕獲的二氧化碳注入地下的玄武巖中，在那里，二氧化碳與玄武巖發(fā)生反應(yīng)并鈣化，變成固體礦物。
類似的過程也可以在海上風(fēng)力渦輪機上實現(xiàn)。
如果把直接空氣捕獲系統(tǒng)與海上風(fēng)力渦輪機結(jié)合起來，它們將直接從多余的風(fēng)能獲得清潔能源，并可以將捕獲的二氧化碳直接輸送至海底之下儲存，從而減少對大規(guī)模管道系統(tǒng)的需求。
研究人員目前正在研究這些系統(tǒng)在海洋條件下如何運轉(zhuǎn)。直接空氣捕獲技術(shù)在陸地上的應(yīng)用才剛剛開始，而這項技術(shù)很可能需要進行改進，以適應(yīng)惡劣的海洋環(huán)境。但現(xiàn)在就應(yīng)該開始進行規(guī)劃，以便使風(fēng)電項目定位為利用碳儲存場所，并設(shè)計成可以共享平臺、海底基礎(chǔ)設(shè)施和電纜網(wǎng)絡(luò)。
使用不需要的多余風(fēng)能。
風(fēng)能本質(zhì)上是間歇性的。對能源的需求也會發(fā)生變化。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電能力大于需求時，生產(chǎn)就會減少，可以使用的電力就會流失。
未使用的電力可用來清除空氣中的碳并將其封存。
例如，紐約州的目標是到2035年擁有9千兆瓦的海上風(fēng)力發(fā)電。預(yù)計這9千兆瓦每年可提供27.5太瓦時的電力。
根據(jù)美國歷史上的棄風(fēng)率，隨著海上風(fēng)力發(fā)電廠的擴建以實現(xiàn)這一目標，預(yù)計每年將有825兆瓦時的電力盈余。假定直接空氣捕獲的效率繼續(xù)提高并達到商業(yè)目標，這些多余的能源可用于每年捕獲和儲存超過50萬噸二氧化碳。
這是在系統(tǒng)只使用會導(dǎo)致浪費的多余能源的情況下。如果系統(tǒng)使用更多風(fēng)能，其碳捕獲和儲存潛力會增加。
聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）預(yù)計，為把全球變暖幅度控制在比工業(yè)化前水平低1.5攝氏度以內(nèi)，本世紀必須從大氣中清除1000億至1萬億噸二氧化碳。
研究人員估計，美國東海岸計劃開發(fā)的海上風(fēng)力發(fā)電項目附近的海底地質(zhì)構(gòu)造能夠儲存超過5000億噸的二氧化碳。玄武巖很可能也存在于該地區(qū)的一連串被掩埋的盆地中，從而增加儲存能力，使二氧化碳能夠與玄武巖發(fā)生反應(yīng)并隨著時間的推移而固化，但地質(zhì)勘探尚未對這些沉積物進行測試。
同時規(guī)劃這兩件事既能節(jié)約時間又能節(jié)約成本。
新建帶有直接空氣捕捉能力的風(fēng)電場既可向電網(wǎng)輸送可再生能源，又可為碳捕獲和儲存提供多余的電力，從而優(yōu)化這一大規(guī)模投資，實現(xiàn)直接的氣候效益。
但這需要在施工前很早就開始進行規(guī)劃。啟動風(fēng)電與儲存并舉的海洋地球物理調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測要求和審批流程可以節(jié)省時間，避免沖突和改善環(huán)境管理。（編譯/王海昉）
