美国能源部投入上亿美元研发先进碳捕集及利用技术

作者: 2022-07-11 11:28 来源:
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210日,美国能源部(DOE)先后宣布两笔资助招标计划,共计投入1.15亿美元支持碳捕集和利用技术研发,以助力美国实现净零目标。

1、推进天然气发电和工业碳捕集。化石能源和碳管理办公室(FECM)宣布资助9600万美元开发点源碳捕集技术,旨在推进天然气发电和工业领域二氧化碳捕集效率达到95%以上[1]。目前,美国天然气发电和工业部门的年均二氧化碳捕集和封存量仅为100万吨,碳捕集示范和部署规模远未达到2035年实现无碳电力的目标,因此,该计划将支持开发和测试用于天然气联合循环发电(NGCC)和工业部门的碳捕集技术。

1)碳捕集技术研发:应用于NGCC工厂的高效材料实验室规模测试。研发目标是:开发和测试可从NGCC电厂烟气中有效捕获二氧化碳的碳捕集技术,二氧化碳捕集效率需达到95%以上;与具有碳捕集功能的电厂相比,新技术在捕集成本上需降低20%以上。

2NGCC电厂燃烧后碳捕集技术的工程规模测试。目标是在真实的烟气条件下,在工业设施中开发95%或更高捕集效率的碳捕集技术。其中,工业部门包括精炼厂、化工生产(氨和石化)、矿物生产(水泥和石灰)、天然气加工和钢铁生产等。

3)碳捕集系统前端工程设计研究。目标是执行和完成商业规模碳捕集项目的前端工程设计(FEED),实现在工业设施或NGCC电厂中95%的碳捕集效果。构建先进的碳捕集系统,以实现在工业设施每年捕集并分离10万吨以上的二氧化碳,或在NGCC电厂每年捕集并分离50万吨二氧化碳,且进行封存。

2、推进碳利用技术。生物能源技术办公室(BETO)与FECM共同宣布资助1900万美元用于开发藻类固碳技术,减少温室气体排放和利用生物技术生产可靠原料[2]。该计划旨在提高藻类系统捕获二氧化碳能力并将其用于生物燃料和生物产品的生产。

1)提高藻类系统二氧化碳利用率。最终目标是实现碳利用效率超过70%,碳利用效率指的是30天实验周期内,收获的生物质量(kg)与二氧化碳供给量(kg)的比值。具体策略包括:改变藻类生长环境中的化学成分以提高二氧化碳的吸收率;分离新的菌株或改进现有的藻类菌株以适应生长环境的改变;开发新的二氧化碳输送系统,以及优化藻类生长环境以最大限度地增加碳吸收。

2)利用来自公共事业和工业来源的人为二氧化碳的藻类技术。开发高效藻类系统是藻类资源利用的关键途径,藻类原料的多元性和市场终端应用的广泛性使得藻类二氧化碳转化途径具有更大的商业吸引力。该主题最终目标是碳利用效率超过50%。具体策略包括:探索二氧化碳吸收和转化效率的量化方法和优化途径;确定目标产品及其特性,以验证其可用性和经济效益;通过生命周期分析和技术经济分析法全面分析对环境和经济影响。                                 (汤匀)



[1] U.S. Department of Energy Announces Up to $96 Million to Advance Carbon Capture Technologies for Natural Gas Power and Industrial Sectors. https://www.energy.gov/fecm/articles/us-department-energy-announces-96-million-advance-carbon-capture-technologies-natural

[2] U.S. Department of Energy Announces $19 Million for Carbon Utilization Funding Opportunity. https://www.energy.gov/eere/articles/us-department-energy-announces-19-million-carbon-utilization-funding-opportunity

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