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美科学家设计出新型天然气发电厂

由于气候变化以及碳税问题，具备零排放特点的天然气发电厂受到越有望为钒行业带来成倍的需求空间来越多的重视。

近日，美国麻省理工学院的研究者们设计出一种新型的天然气发电厂，这种新型的天然气发电厂不仅能够达到零碳排，而且与常规的天然气发电厂相比，造价也并未提高，甚至还低于传统的燃煤发电厂。想要应对气候变化，这种新型天然气发电厂或许是个不错的选择。

诸多因素催生新型天然气发电厂

托马斯·亚当和保油过滤器罗·巴顿博士是化学工程系的教授，也是新型天然气发电厂的设计者。他们设计了一种使用固体氧化物燃料作为动力的发电系统，这个系统的好处是不用燃烧燃料就能产生能量。这个系统并不会依赖于那些最新技术，而是将现有技术整合，使用目前已经被应用的技术，只是以一种新的形式来利用它们。由于使用天然气，该系统相较使用煤炭或者石油的发电厂也有优势，因为天然气具有更加丰富的贮备，同时对环境的污染也更少。

“当提到发电时，人们总是认为最便宜的就是燃煤发电，但他们却忽视了碳税的因素。”亚当表示，“一旦政府考虑到碳排放对于周围环境的影响，碳税价马达格可能会提高至每吨15美元。这时我们的天然气发电厂就会成为最经济的选择。”亚当同时还说，碳税价格的制定体系即将发生改变。美国众议院在今年6月通过了《美国清洁能源法案》，其中就包括了碳税价格的制定部分。如果这个法案在2010年的春天被美国参议院通过并立法，那么今后的碳税价格将会上涨，幅度将由市场情况而定。

目前，天然气发电占美国发电总量的22%，而随着明年碳税价格制定方案实施，这个比例很可能继续上涨。由于各种因素，亚当及其同事设计的这种新型天然气发电厂就更加被人们所关注。零碳排的特点使得它更具有价格优势，也成为越来越多国家在燃煤发电厂的之外的另一个选择。

新系统去芜存菁

正如之前所说，新型的天然气发电厂不会排放任何CO2或者其他温室气体到大气中，取而代之的是一种纯度很高的CO2气流，这种气流具有容易被捕捉封存的特点，十分利于使用CCS技术。这种天然气发电厂的另外一个好处在于，它不同于传统的使用CCS技术的天然气发电厂，那些传统天然气发电厂会消耗大量的水，而新系统在运作时不仅不消耗水资源，还会产生一些清洁的水，这些水能够加工成为饮用水，可以说是这个系统带来的附带收益。

联合循环天然气发电厂是目前世界上使用化石燃料效率最高的发电厂。它使用加入CCS技术的改良系统，可以减少90%的CO2排放。但是亚当发明的新型发电厂可以使这个比例提高到100%，在使用同样多燃料的时候甚至具有更高的发电效率，同时成本却没有提高。

亚当和巴顿使用电脑模拟工具从运行、成本等多方面分析对比了他们发明的新系统和一些现有天然气发电厂和燃煤发电厂使用的系统，结果证明新系统的确更加优秀。

因环保前景广阔

亚当说，尽管目前还没有建成完全使用该系统的大型天然气发电厂，但是该系统已经在一些小规模的发电厂成功运行。据悉，第一个以该系统为蓝本的大型天然气发电厂将于2012年完成，预计实际发电能力将在50万千瓦左右。因为使用这种燃料的系统并不像传统的涡轮发电机那样受到固有规模的影响，所以这个系统一旦被证明在小型发电厂能够成功应用，就能很快应用于大型发电厂。

目前天然气发电厂生产每百万千瓦时电力排放的CO2量约为515千克，仅为燃煤发电厂的1/3到1/2。

在谈到这个系统的未来时对塑性材料除非必要或是新材料，亚当说：“我们称它为‘近地平线’技术。我们很看好这个新型天然气发电厂的前景。这个系统的实际应用很顺利，相信不久之后就能够进行商业化的推广。”

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天然气运用在发电上，其原理和燃煤一样，都是利用它燃烧时产生的热气推动涡轮机或者1、装备应安置在专用房间再利用涡轮机排出的余热，使水变成蒸汽推动汽轮机而发电。

天然气发电厂与燃煤发电厂相比，具有占地面积小，一般为燃煤电厂的54％；耗水量小，仅为燃煤电厂的1／3；燃气电厂不需要为环保追加新的投资等诸多优势。同时也不会引发水电建设造成的施工废水、弃渣排放、料厂占地、森林八木天线植被受淹及移民等诸多问题。此外，燃气电厂污染物的排放量较低，以50万千瓦燃气电厂为例，其二氧化硫排放几乎为零；与同等规模的燃煤电厂相比，二氧化碳为42％；可吸入颗粒物仅为5％。