对清洁煤的热情高涨 - 彭博社

令人不安的景象：佛蒙特州的绿山脉中许多山峰光秃秃的，或者变成了令人不安的棕色。树木因中西部燃煤电厂的污染而导致的酸雨而死亡。这些画面仍然萦绕在范德比尔特大学医学中心的儿童神经科医生罗伯特·R·霍尔科姆博士的脑海中，他还是一位热心的环保主义者。他在1995年去佛蒙特州的旅行激发了他终身致力于对抗化石燃料污染的追求。

九年后，霍尔科姆在1月30日揭示了他梦想成真的系统，用于在燃煤电厂污染物能够污染空气之前将其消除。这是一个富有想象力的方案——而且根据一些熟悉霍尔科姆工作的物理学家和工程师的说法，这也是一个不切实际的方案。但即使是他最严厉的批评者也承认，迫切需要突破来消除烟囱排放。而一些批评者也在绘图板上有自己的设计。

这种紧迫感源于发展中国家（如中国）能源需求的快速增长，加上石油产量可能在2010年代就达到峰值的事实。即使在风能和太阳能稳步发展的情况下，廉价且丰富的煤炭预计将占据大部分缺口。“中国对我们来说是一个高优先级，”霍尔科姆说。“他们需要能源，他们的空气污染非常严重。”

霍尔科姆称他的技术为电子流二氧化碳减少系统。但这其实是个误称。该系统还针对二氧化硫（SO）和氮氧化物（NOx）。而且它不仅仅是减少这些污染物——它通过将污染分子分解为无害的原子来消除它们。例如，CO被分解为碳和氧原子。

科学家表示，霍尔科姆计划的这一部分是可能的。但他们对他的一个说法嗤之以鼻：即该技术可以仅使用煤电厂能量输出的一小部分将污染物转化为原子。霍尔科姆声称，通过将热量和回收的氧气回收利用到煤炉中，“CO 转换器只会使用发电厂产生的 10% 的能量。”

“非常棒”

问题是，这将违反物理定律，洛斯阿拉莫斯国家实验室的物理学家和能源专家汉斯-约阿希姆·齐奥克辩称。打破将原子粘合在一起形成分子的化学键需要的能量甚至比创造它们所用的能量还要多，他解释道。由于燃烧煤释放的能量主要来自氧化碳（将其转化为 CO），逆转这一过程将需要所有的能量输出，甚至更多。“我在这里找不到魔法，”俄亥俄州哥伦布市的巴特尔纪念研究所能源服务高级副总裁亨利·J·西阿隆也表示同意。

然而，霍尔科姆有一些充满希望的支持者。“我相信这里没有骗局，”黑色与维奇公司的能源咨询负责人 J. 亚历克斯·西尔弗宣称，该公司是一家位于堪萨斯州奥弗兰公园的工程公司。霍尔科姆在一月份雇佣黑色与维奇测试他的原型 CO 转换器。西尔弗说：“我们确实观察到了 CO [转化为碳和氧] 的解离，而这本身就非常棒。”不过，他补充道，“最大的问题是，进入转换器的能量有多少？”

西尔弗打算在下轮测试中测量这一点，可能在三月份。如果这一过程能够实现霍尔科姆声称的仅占发电厂效率的 10% 的消耗，“其潜力将是深远的，”西尔弗说。新的煤燃料发电厂将 30% 到 35% 的煤能转化为电力。大多数现有工厂仅能管理 18% 到 20%。因此，如果霍尔科姆的设备只需要 10% 的能量输出，那么新工厂将可以无污染，并且与许多今天的发电机一样高效。

热气体

霍尔科姆工艺的关键是等离子弧——一种超级热的喷灯。当它击打一氧化碳和其他气态氧化物时，强烈的热量剥离了它们的电子，然后将分子切割成离子（缺少其通常电子的原子）。由于离子具有高度反应性，它们通常会在从等离子体中出现时重新结合成污染气体。为了防止这种情况，霍尔科姆将离子引导通过一个带电的钨网，该网不断供应电子。在那里，离子获得它们缺失的电子，并以常规的碳、氧、氮或硫原子的形式出现。“到头来，”霍尔科姆说，“我们燃烧煤，产生能量，并在捕集器中收集碳和硫等物质。”

怀疑者可能会否定霍尔科姆的工艺，但他的目标并不独特。在90年代末，洛斯阿拉莫斯的齐克领导一个国际研究团队，开展一项旨在减少污染同时提高发电厂效率的计划——效率高达70%。1999年，该团队成立了零排放煤联盟，去年将其转变为位于圣菲的私人公司Zeca Corp。

Zeca正在开发一种与霍尔科姆截然不同的策略。Zeca首席执行官艾伦·A·约翰逊表示，其消除烟囱污染的计划完全依赖于避免燃烧。通过Zeca的工艺，煤中的氢将被提取并送入一种新型燃料电池，该电池将氢化学转化为电力和水。Zeca的工作由九个利益相关者资助，包括加拿大的安大略电力公司、圣路易斯的阿奇煤业、德国的拉格煤国际公司，以及位于皮奥里亚的设备巨头卡特彼勒。

今天，泽卡的燃料电池是一个小实验单元，“只有一英寸见方，”约翰逊说。但泽卡计划在两年内建造一个可工作的1兆瓦试点工厂。在此之前，霍尔科姆坚称，独立测试将验证他的二氧化碳减排系统“可以以低于任何其他技术的成本完成任务。”通过某种方式，零排放的竞赛已经开始。

作者：奥蒂斯·波特，纽约