近日，美國能源部（DOE）宣布在“CoalFIRST”計(jì)劃框架下資助8000萬美元，支持4個(gè)先進(jìn)零碳發(fā)電概念設(shè)計(jì)開發(fā)和系統(tǒng)集成項(xiàng)目。此次資助的項(xiàng)目將探索以煤炭、生物質(zhì)、天然氣等為原料的下一代凈零排放發(fā)電技術(shù)，以及結(jié)合碳捕集、利用和封存（CCUS）技術(shù)生產(chǎn)氫氣。項(xiàng)目將完成概念的設(shè)計(jì)開發(fā)、主場(chǎng)地評(píng)估和環(huán)境信息數(shù)據(jù)、投資案例分析以及工程規(guī)模原型的系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)。具體內(nèi)容如下：

 

 

該項(xiàng)目將設(shè)計(jì)一個(gè)先進(jìn)燃煤電廠，在未來5-10年內(nèi)通過示范并在2030年前開始投入市場(chǎng)。該項(xiàng)目將使用加壓流化床燃燒（PFBC）技術(shù)完成300兆瓦先進(jìn)燃煤電廠的概念設(shè)計(jì)和預(yù)前端工程設(shè)計(jì)（pre-FEED）研究，目標(biāo)是完成先進(jìn)PFBC電廠的開發(fā)設(shè)計(jì)，為后續(xù)建造原型電廠提供設(shè)計(jì)、選址、環(huán)境因素、CO2處置策略和成本等信息。

 

 

該項(xiàng)目將完成HGCC概念的系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)研究，該系統(tǒng)將配備符合“CoalFIRST”計(jì)劃要求的燃燒后碳捕集和儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過將電廠和組件設(shè)計(jì)改進(jìn)、現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)能、提高燃料效率帶來的環(huán)境收益和CCUS相結(jié)合，構(gòu)建先進(jìn)的現(xiàn)代化電廠，以靈活適應(yīng)電網(wǎng)波動(dòng)性可再生能源的增長。該系統(tǒng)將包含如下子系統(tǒng)：最先進(jìn)的270兆瓦超超臨界燃煤鍋爐、87兆瓦天然氣燃?xì)廨啓C(jī)、50兆瓦儲(chǔ)能、燃燒后碳捕集以及基于藻類的CO2利用系統(tǒng)。

 

 

該項(xiàng)目將進(jìn)行系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)將結(jié)合吹氧氣化、水煤氣變換、燃燒前碳捕集和變壓吸附，利用煤/生物質(zhì)混合物產(chǎn)生高純氫氣和可發(fā)電的燃料廢氣，發(fā)電機(jī)功率達(dá)到50兆瓦，氫氣產(chǎn)量為8500千克/小時(shí)，并實(shí)現(xiàn)凈零排放。該項(xiàng)目將從內(nèi)布拉斯加州的兩個(gè)廠址選取，當(dāng)?shù)匾呀?jīng)進(jìn)行了碳驅(qū)提高石油采收率（EOR）和碳封存潛力的研究，且具有低碳電力和氫氣需求。生物質(zhì)原料將采用當(dāng)?shù)刎S富的玉米秸稈。

 

 

該項(xiàng)目將重新開發(fā)現(xiàn)有位于印第安納州西特雷霍特市的煤氣化電廠，將其改造為基于氣化技術(shù)、燃料靈活的負(fù)碳排放發(fā)電和無碳?xì)渎?lián)產(chǎn)。該電廠將現(xiàn)有氣化設(shè)施與生物質(zhì)（木質(zhì)生物質(zhì)和/或農(nóng)業(yè)殘留物）共同燃燒，實(shí)現(xiàn)負(fù)排放，同時(shí)產(chǎn)生氫氣。CO2將被捕集并封存在附近已經(jīng)驗(yàn)證適合封存的深層鹽穴中。