一种新的垃圾焚烧方法可去除大气中的二氧化碳

Årdal计划建造一个基于捕获和储存CO2新技术的垃圾焚烧厂，从而从大气中去除温室气体。

15年多以来，SINTEF一直在逐步发展其在富氧燃烧领域的专业知识，该技术使用纯氧代替空气来驱动燃烧过程。使用氧气有很多好处，尤其是它可以更容易地捕获排放的CO2。

SINTEF最近参与了与Vestland县Årdal市的联合项目，以建造世界上第一座不仅使用氧气进行燃烧，而且还提供碳捕获和储存(CCS)的垃圾焚烧厂。该项目已命名为NETOX，目前正处于申请阶段。如今，挪威产生的大量废物被运往瑞典，在那里被焚化为区域供热厂提供燃料。

“首先，我们需要两到三年的时间来设计和建造一个示范工厂，”SINTEF能源研究公司的研究科学家MarioDitaranto说。

“然后我们必须证明该技术有效并且在商业上可行，”Ditaranto说。“如果一切顺利，我们可以建造一个工业规模的工厂，该工厂可以在2030年投入运营，从而成为世界上第一个使用富氧燃烧进行垃圾焚烧的示范工厂，”他说。

Ditaranto说：“一个全面的工厂将选址在靠近产生大量废物的城市的工业区，理想情况下，还可以生产氢气。”

尚未成熟

最初，该项目考虑在奥斯陆现有的Haraldrud回收设施建造示范工厂。然而，CO2减排的目标截止日期促使奥斯陆市政府评估更多久经考验的技术。

“到目前为止，我们已经证明富氧燃烧适用于类似废物的不同混合物，”Ditaranto说。“我们还对垃圾焚烧室进行了模拟，并成功地使用这种方法重新创造了温度。但是，我们需要更多时间来设计燃烧技术和优化烤箱。我们已经取得了长足的进步，但技术在很多年内还不够成熟，无法转化为工业规模，”他说。

将工厂选址在Årdal的优势在于，它地理位置优越，靠近使用以氧气为副产品的可再生能源生产氢气。此外，当地市政当局在垃圾焚烧方面有一些经验。

灵活的燃烧带来的好处

我们的废物包括各种各样的东西。它随位置和体积而变化。其缺乏均匀性使得难以实现最佳焚烧，但富氧燃烧具有适应不同类型燃料的主要优势。此外，无论废物的类型如何，都可以优化燃烧，只需进行一些小的修改。

“当我们用氧气代替空气来燃烧给定类型的燃料时，燃烧温度会非常高——实际上，对于烤箱和锅炉来说太高了，”Ditaranto解释说。“但是，如果我们提供CO2，在此过程中，CO2从烟道气中再循环，温度就会下降，从而使燃烧能够在常温下进行。这就是我们所说的‘富氧燃烧’，”他说。

“想象一下，我们有一些废物，例如水饱和废物，它比大多数废物更难燃烧，”Ditaranto说。“如果我们再循环少量的CO2，​​温度将比我们仅使用空气时达到的温度高一些。更高的温度也意味着我们将实现更有效的燃烧。”

富氧燃烧的缺点是生产氧气所涉及的成本。但Ditaranto相信，另一种环保技术很快就会出现。

“许多技术专家认为氢将成为未来的燃料，但目前它的生产成本仍然很高。另一方面，我们看到了创造出色协同作用的机会，”他说。

氧气是制氢的副产品。这种气体现在并不需要，但如果可以将其出售给垃圾焚烧厂，氢气生产将迅速变得更有利可图，从而使获得氧气的成本更低。这样，两种环保技术将能够相互补充。然而，要阐明这种协同作用的经济性，仍有许多工作要做。

可能有助于顺利进行经济评估的一个因素是飞涨的CO2排放税。当排放CO2变得昂贵时，减少排放将更有利可图。

CCS和生物CCS

挪威的目标是到2030年将CO2排放量减少55%，到2050年减少90%至95%。

“如果没有碳捕获和储存，很难想象如何实现这一目标，”迪塔兰托说。

Årdal试点工厂焚烧产生的所有CO2都将被收集并运输储存。该项目正在寻求将其运营与挪威国家的Langskip(Longship)CCS项目联系起来，该项目涉及将CO2封存在北海海床下的水库中。

“这实际上是一项负碳倡议，也称为Bio-CCS，”Ditaranto说。“生物质从大气中提取CO2。通过燃烧这种生物质，然后捕获和封存所有产生的CO2，​​我们实际上有效地从大气中去除了CO2，​​”他说。

竞争技术

Hydro、Yara、Elkem、Norcem和奥斯陆市政府等主要参与者目前都在从事各种CCS项目。但MarioDitaranto并不担心富氧燃烧会被作为这些计划的一部分而开发的更成熟的技术所取代。

“我们的工具箱中需要各种不同的工具，”他说。“所有技术都有其优点和缺点。富氧燃烧的巨大优势在于它的灵活性、适应所有类型废物的能力，以及可以从燃烧过程中轻松捕获CO2，​​”他说。

整个项目的刺激因素是奥斯陆市废物和回收部门提出的一个问题，即是否可以使用富氧燃烧来焚烧废物。

NETOX项目的挪威合作伙伴是奥达尔市、城市间废物管理公司SIMAS、电力公司ØstfoldEnergi、碳管理承包商KANFA、化学公司林德、挪威西部研究所(WNRI)和技术创新中心网站来自瑞典、德国和希腊的合作伙伴也参与了该项目，该项目旨在研究与垃圾焚烧和水泥制造相关的富氧燃烧。

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