Förenta staterna har mer kol än något annat land – vissa uppskattningar anger mängden till nästan 300 miljarder ton, nog för de kommande 240 åren med nuvarande förbrukning. I jakten på ren energi har kol fått ett dåligt rykte. Men nya tekniker förändrar hur kol omvandlas till energi, och innovationerna inom energiomvandling syftar lika mycket till renare bränsle som till lägre kostnader.
Här går vi igenom de tre huvudsakliga sätten att förvandla kol till användbar energi: syntesgas, flytande bränsle och elektricitet.
Boston och andra ”moderna” städer under 1800-talet drev romantiska gaslyktor i gatlyktor och hem genom att elda med kol – men processen släppte också ut smutsiga moln av föroreningar. Idag sker omvandlingen av kol till syntetisk gas med alltmer sofistikerade metoder som minimerar utsläppen av koldioxid.
Vid katalytisk förgasning blandas kol och en fast katalysator med ånga i en smal cylinder. Blandningen pressas, och resultatet blir väte och kolmonoxid (syntesgas) samt en viss mängd koldioxid. Att separera och på ett säkert sätt lagra koldioxiden är idag den största utmaningen vid produktionen av billig och ren syntesgas från kol.
Processen kan dessutom tas ett steg längre för att framställa flytande bränsle – syntetisk petroleum.
Diesel och jetbränsle är slutprodukterna i en annan typ av kolomvandling. En process som kallas coal-to-liquids (CTL) omvandlar först kolet till syntesgas och därefter till en brännbar vätska. CTL-bränslen är renare än vanliga fossila bränslen – flytande kol avger betydligt färre partiklar och kolväten, 55–60 procent mindre än fossilt bränsle, vilket minskar luftföroreningar och smog.
Priset på CTL låg 2009 på 45 dollar per fat, ett pris som kan hållas stabilt i stället för att svänga kraftigt som världsmarknaden för fossila bränslen ofta gör. CTL-diesel kostade vid samma tid cirka 1,24 dollar per gallon före skatt.
Så fungerar processen: Kolet placeras först i en förgasare, en anordning som tvingar kolet att reagera med luft, syre eller ånga. Resultatet blir en syntetisk gas som kallas syngas, vilken leds vidare till en andra reaktorkammare. Där kombineras gasen med kobolt, järn eller en annan fast katalysator, vilket omvandlar blandningen till kolväten. När blandningen svalnar blir den flytande bränsle.
Kol används allra oftast för att producera elektricitet. Det fasta kolet malas till pulver och blandas med het luft. Därefter eldas det i en ugn för att värma vatten, vilket skapar ånga. Ångan från pannan får turbinens blad att snurra, vilket driver en generator. Magneter inne i en kopparspole i generatorn fullbordar omvandlingen av kol till elektrisk energi.
Den använda ångan fångas upp i en kondensor som återför den till kretsloppet, så att elproduktionen kan fortgå. USA:s energidepartement arbetar dessutom med en alternativ metod där kolförgasning ska kunna producera el i ett kraftverk helt utan utsläpp.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online