气候变化和化石燃料储量减少等问题是没有国界的,它们影响着世界上所有国家。所以英国能源研究者正在考虑通过国际合作来寻找解决办法。 英国能源研究中心(UKERC)执行理事约翰•洛夫海德指出,发达国家和发展中国家在能源方面面临着不同的问题。“八国集团国家的重点是建立可持续发展的、低碳排放的体系,而许多发展中国家还根本没有任何可靠的能源供应。”他说:“所以发展中国家虽然与我们共同关注可持续性问题,但是快速提供更多能源对他们的国家仍具有更重要的社会经济意义,而这些能源往往指煤炭、石油和天然气。” 洛夫海德说:“我们还应该避免假设发达国家会向发展中国家‘出口’低碳排放技术。例如印度自己的风力发电系统可以生产30多亿瓦的电力,这比英国总发电容量的3倍还要多。”英国能源研究中心除了自己的研究、规划和政策指导等活动外,还充当英国能源研究界的门户。“我们将信息送达能源研究界,并充当着‘热心的经纪人’,将大家聚集到一起。”他说。 2005年5月,英国能源研究中心举办了一个研讨会,将来自G8国家和巴西、中国、印度、墨西哥和南非的能源科学和技术管理人员和研究人员聚集到一起。与会者带给他们各自国家能源界的,是更好地了解了他们可以在哪些方面相互学习,以及感觉到可以通过现有的网络、交流和奖学金计划开展合作和学习。与会者希望在研讨会上所表达的共同目标(如超越研究阶段,进一步促进技术的发展,以及建立国际性示范项目)能在随后的会议上得到进一步的讨论。 洛夫海德说:“有效的沟通非常重要,无论是跨国界的还是跨学科的。”只有通过了解能源问题的国际性,我们才有希望解决这些问题。“举例来说,如果中国要新建燃煤发电厂,我们可能会希望他们采用碳截存技术,但这样做的成本是原先的两倍,应该由中国的消费者来承担这个成本吗?这是一个如何共同承担成本的问题。” 清洁煤炭 发展中国家特别感兴趣的一项技术是生产超清洁煤的过程。使燃煤更高效的最佳办法是使用蒸气将煤转变成一氧化碳和氢,并在一个气体涡轮中燃烧这些气体。“在燃烧前要净化气体,去除颗粒和某些挥发性化合物,否则它们会损坏涡轮叶片或破坏环境。”诺丁汉燃料和能源中心的卡伦•斯蒂尔博士说。 由于减少了需要燃烧的煤炭,二氧化碳排放降低了,而循环热效率则提高了,收集及处理燃煤所产生的二氧化碳就更容易了。这个由斯蒂尔和同事开发的过程,包括利用以氢氟酸作为主要过滤试剂的过滤技术,将矿物质从煤中去除。矿物质从煤炭中去除之后,就不需要将微粒从气体中去除了。两个主要挑战是降低问题成分的含量,以便使材料适合于气体涡轮,并从反应产品中再生产出过滤试剂,这样整个过程中所需要投入的唯一的东西只是极少的热量。”斯蒂尔博士告诉我们。 目前,研究人员正在使用一种扫描电子显微镜,来调查为什么有些成分没有被去除掉,并利用这种知识来改进过滤方法。他们的总体目标是从技术和经济角度提供用于评估的有效数据,以便就是否建立试验性的煤炭加工厂而作出决定。这样的工厂还会带来其他好处。斯蒂尔博士说:“纯硅是这个过程的副产品,超清洁的煤炭本身也是一种有用的材料,可以用来生产各种目前用石油制造的材料,如用于冶金的碳电极。这对有煤无油的国家可能会有帮助。” 对发展中国家和发达国家都有意义的另一个研究领域是生物能源。利兹大学的詹妮•琼斯博士说:“用来制造生物能源或生物燃料的生物体在很多发展中国家都很丰富,尤其是农业副产品如稻壳和甘蔗渣。”作为一种能源来源,生物体几乎是“二氧化碳平衡”的,也就是说(假设它是以一种可持续的方式生长的),任何生物能源作物在生长过程中从大气中所吸收的二氧化碳的数量,等于它在燃烧时所释放出来的二氧化碳的数量。种植生物能源作物可以促进农业经济的发展,为现有作物提供了一个可供选择的市场。生物体的另一个优势是它可以与其他燃料资源混合使用。“英国好几家发电厂采取了将生物体与煤一起燃烧的方法,这样可以降低二氧化碳排放,同时发挥大型锅炉高效率的优势。”琼斯博士解释说。 放眼全球 生物能源研究者仍然有大量的难题需要解决。科学家和工程人员正在研究如何使备选的能源作物具有最理想的特性,然后高效经济地种植、收获和使用这些生物体。 “其他问题包括锅炉中的腐蚀、污垢和残渣。”琼斯博士说,“这是一个与来自麦秆和稻草的农业残留物有关的具体问题,其中的钾和氯的含量可能比较高。”将生物处理和其他技术(如气轮、发动机和燃料电池)结合起来,也很重要。 英国工程与物理科学研究理事会(EP鄄SRC)支持一系列生物能源研究活动,包括利兹大学和“Supergen-生物体生物燃料和能源作物联盟”的研究工作。英国工程与物理科学研究理事会和英国贸易工业部还为连接着欧洲8家重要的生物能源研究所的生物能源网络提供支持。琼斯博士指出,如果科学研究能够促进生物能源行业的创新,未来将是光明的:“影响可能非常巨大,由于石油储备的锐减,新的基于生物的行业可能取代石化行业。” 国际范围的能源研究极其重要,是对英国能源研究中心(UKERC)工作的有力补充,英国工程与物理科学研究理事会(EPSRC)正计划任命一位能源高级研究员(SRF)。这位高级研究员将把他一半以上的工作时间用在主持研究工作上,剩下的时间将用在宣传英国国内和海外的技术进展上,并帮助加强工程物理研究会与其他国家,尤其是美国、欧盟、中国和日本的研究界和业界的联系。只有通过鼓励能源研究各领域是国际合作,我们才有希望解决我们所面临的全球挑战。 (本文由英国工程与物理科学研究理事会提供) 联系方式: 更多关于卡伦•斯蒂尔博士的研究信息,请发邮件至Karen.Steel@nottingham.ac.uk英国能源研究中心:http://www.ukerc.ac.uk,生物体生物燃料和能源作物联盟:http://www.supergen-bioenergy.net,生物能源研究网络:http://www.bioenergynoe.org (责任编辑:泉水) |