Doğal gaz santralleri küresel enerji sisteminin temel taşı haline geldi, operasyonel esnekliği, yüksek verimlilik ve daha düşük karbon yoğunluğu, kömür yakıtlı nesillere kıyasla güvenilir temel yük gücü sağlar ve iklim değişikliği gibi yenilenebilir enerjileri dengelemek için hızla yayılabilirler. Ancak, doğal gaz yakması hala önemli miktarda karbon dioksit (CO) .) .

Karbon yakalama teknolojileri tek bir çözüm değil, ancak CO)[Dönetici) için tasarlanmış bir mühendislik yaklaşımının bir paketi, bu sistemler daha sonra doğal gaz santrallerine uygulanan ve daha uzun süre boyunca kullanılan gaz rezervlerine dönüştürülür.

Karbon Yakalama Teknolojilerinin Temelleri

Tüm karbon yakalama sistemleri üç temel aşamayı paylaşıyor: yakalama, taşıma ve depolama. yakalama aşaması en teknik olarak çeşitli ve enerji yoğundur. yakalama sırasında CO)2[Döneticileri kapalıdır - ya da başka bir yerden yanmadan önce veya sonra, ya da yanma işlemine kadar, [D)[Döneticileri kapalıdır.

Doğal gaz santralleri karbon yakalama için her iki avantaj ve zorluk sunuyor. CO)2), doğal gaz flue gazı konsantrasyonu nispeten düşük - genellikle bir döngü için bir araya gelen elektrik miktarı (CCGT), kömür santrallerinin fiziksel ayak izi azaltılabilir ve daha zor bir ısıtılması veya yüksek yakalama oranlarına ulaşmak için daha yüksek miktarda sıvıya sahip olmak için daha az miktarda sıvı gaz santralleri.

Karbon Türleri Doğal Gaz Santralleri için

Post-Combustion captured

Post-combustion yakalama, sıvı bir sıvı soğutuğu ile bilinen en olgun ve yaygın olarak kullanılan karbon yakalama teknolojisidir, hem yeni inşa etmek hem de mevcut doğal gaz santrallerinin %99'unu birleştirir.Bu yaklaşımda, gaz türbininden gelen flue gazı ısıtılır ve sıvı bir sütundan geçer - genellikle diğer flore gazı bileşenlerinin (MEA) ısıtılması gibi bir çözüm (TD) CO[DDDDDD) tekrarlanır.

Önemli bir endüstriyel örnek, petrol kumları yükseltme ünitesinden (enerji tesisine rağmen) [Dönetici], Texas'ta CO[/FONT][/FONT) ile yapılan bu enerji hatlarının (enerji tesisi) ve diğerlerinden (örneğin, ABD'de enerji hatlarının) alınması için kullanılan enerji hatlarının (örneğin, enerji santralinin) önemli bir kısmını (örneğin, enerji santralinin) elde ettiği enerji hattının (örneğin,) otomatik olarak, enerji hattının (örneğin, enerji hattının (C) önemli bir şekilde toplanması için kullanılan enerji hattının (d) işlenmesini sağlayan enerji hattının (C) işlenmesini sağladı.

Pre-Combustion captured

Pre-combustion yakalama temel olarak farklı bir yaklaşım gerektirir: Yakıttan önce yakıtdan karbonu kaldırır. Doğal gaz için, bu, metne (CHD:0) ile ısıtılır (Dönetici) ve daha sonra da hidrojene veya hidrojene dönüşen bir hidrojenden oluşan ısı geçişi ile ısıtılır.

Pre-combustion yakalama özellikle de entegre gazlaştırma birleşik döngü (IGCC) bitkilerine uygundur, ancak doğal gaz için kullanılan hidrojen üretimine ilişkin artışlar ), Port Arthur'da (FLT:1) üretime sahip olan üreticiler, BİDS ile hidrojen üreten ve düşük karbonlu yakıtlar için tedarik edebilir.

Oxy-Fuel Combustion

Oxy-yakı yanma, azot topunu neredeyse saf oksijende yakarak ortadan kaldırır (tipik olarak >% 95 saf) Elde edilen flue gazı, çoğunlukla CO) ve su buharı, küçük oksijen miktarı ile, azot ve argon.

A variable olarak bilinen bir değişken:0)Allam-Fetvedt Çevrimi[Dönetici], süperktik CO)[Döneticileri yakalarken, [DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD) ve diğer kirleticiler için bir ürün, 2018 yılında yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte olan bir ürüne sahiptir.

Emisyon Azaltımının Faydaları

Karbon yakalamanın birincil yararı, doğal gaz santralleri, rüzgar ve güneş enerjilerinin yüksek nüfuzunu tamamlayabilecek kadardır; CO)2) Bu pozisyon, yüksek enerji kaynaklarını genişletebilecek düşük karbonlu bir enerji kaynağı olarak doğal gazdır.

Karbon yakalama ayrıca doğal gaz santrallerinin giderek daha sıkı emisyon düzenlemeleri, karbon fiyat mekanizmaları ve emisyon performans standartlarına uymalarına yardımcı olur. Örneğin ABD Çevre Koruma Ajansı'nın önerilen gaz üretimleri Bölüm 111 (d) altında önerilen karbon yakalaması veya eşdeğer emisyon azaltımı için mevcut kömür ve yeni gaz tesislerini gerektirir.

Ayrıca, karbon yakalama, CCS ile yapılan üretime olanak sağlayarak daha geniş enerji geçişi destekliyor:0)blue hidrojen) Doğal gazdan ithal ediliyor. Hidrojen, karbonatlama endüstrisi için çok yönlü bir enerji taşıyıcısı olarak giderek daha fazla görülüyor, yüksek taşıma ve mevsimsel enerji depolama için.[Dörtüncü) ile doğal gazlar değiştirilebilirken, bu da hidrojenin düşük karbonlu olarak üretimine yol açıyor.

Ekonomik Meydanlar ve Teşvikler

Açık çevresel faydalara rağmen, karbon doğal gaz santralleri üzerinde yakalamanın önemli ekonomik engellerle karşı karşıya kaldığı tahmin ediliyor. CO)2), doğal gaz kombine döngüsü bitkilerinden kaynaklanan% 40-$80'lik bir miktar CO ) yakalama oranına bağlı olarak, bitki büyüklüğü, yakıt maliyeti ve site tipi faktörlere bağlı olarak, elektrik üretimine bağlı olarak,% 8'den 12'ye kadar elektrik üretimine kadar -% 12'ye kadar -% 10'e kadar.

Bu maliyet boşluğuna köprülemek için hükümetler çeşitli finansal teşvikler uyguladılar. Amerika Birleşik Devletleri'nde, Bölüm 45Q vergi kredisi, CO'nin başına 85 $ 'a kadar (FLT:0) jeolojik formlarda depolanan (örneğin, EOR veya hidrojen üretimi gibi diğer gelir akışları ile birlikte) Bu kredi transferi yapılabilir ve satın alma sistemi başlatılır.

Avrupa'da, büyük ölçekli CCS ve hidrojen projeleri ile birlikte, Birleşik Krallık'ın temiz yakıt standartları ve yatırım vergileri ile birlikte, 2022 yılında yapılan yatırım bütçesi için 5 Euro'luk bir yatırım modeli oluşturmaktadır.[değiştir | kaynağı değiştir]

Mevcut Deployment and Notable Projects

Karbon kömür santralleri üzerinde yakalama tarihi olarak daha fazla dikkat çekmesine rağmen, doğal gaz CCS projeleri artık ivme kazanıyor. 2025 yılından itibaren, doğal gaz işleme, hidrojen üretimi veya gaz sallanan güç içeren 20.000'den fazla ticari ölçekli CCS projesi var.

  • [FONT:0]Kuzey Işıklar Projesi (Norveç): [Dönetici: 1) Açık erişimli CO[D:2][DÜDÜDÜ:2)[DÜcretsiz enerji santralleri ve depolama ağı, Equinor, Shell ve TotalEnergies tarafından işletilmektedir. İlk depolama tesisleri dahil olmak üzere 2024 yılında (DÜDÜDÜDÜDÜDÜ) tarafından kullanılmaktadır.
  • [FONT:0)Gorgon Karbon Dioksit Enjeksiyon Projesi (Australia):[Dönderlik) Dünyanın en büyük CCS projelerinden biri, CO).2[DDDD][/FONT)[Dönetici][Dönetici: 4 milyon tonluk bir enerji tesisi değil, CO)[D][/FONT][/FONT)
  • [FONT=0)Net Zero Teesside (UK): [Dönetici: 1 ) Otomobil ve endüstriyel kaynaklar, yeni gaz tedariki CCS ile ilgili operasyonlarla beklenen 2028'de, Kuzey Denizi'ne taşınan bir ortak boru hattıyla taşınan.
  • [FONT:0)Enchant Energy San Juan Gening İstasyonu (USA, önerilen): [Dönemli bir kömür bitkisi, proje CCS ile retrofit için planlar, ancak teknoloji ve site altyapı dersleri de gaz santrallerine uygulanır.
  • [FONT:0)Pecos Allam-Fetvedt Plant (USA): 8 Nehrin başkenti tarafından geliştirilmekte olan 300 MW oxy yakıtlı doğal gaz santralı.Eğer inşa edilmişse, ilk ticari ölçekli gaz santralı yakın bir CO).

Bu projeler, iklim desteği ve şirket net-zero taahhütleri tarafından yönlendirilen gazla ilgili CCS projelerinin büyüyen bir boru hattını işaret ediyor.TheurFLT:0)Küresel Durum 2024 raporu) ayrıntılı kapasite ve maliyet verileri ile proje geliştirmeleri üzerine yıllık bir güncelleme sağlıyor.

Enerji Sistemi ile entegrasyon

Karbon yakalama ile doğal gaz santralleri, her yıl yasaklanmış bir modda, yüksek yenilenebilir penetrasyon ile ızgaralar için düşük karbon gerisi olarak hizmet etmek için eşsiz bir konumdadır.Bu esneklik, kömür santralleri olarak şebeke stabilitesini korumak için gereklidir ve nükleer kapasitede düşüşler olabilir.

Dahası, CCS ile doğal gaz, esnek, düşük karbonlu elektrik kaynağının üretimini sağlar: 0,0) Mavi hidrojen[Düzücük gaz alanlarının ortalama olarak, Almanya, Japonya ve Güney Kore gibi enerji üretimi için kullanılan hidrojen kaynaklı gaz türbinleri, ulusal hidrojen stratejilerinin bir parçası olarak aktif olarak araştırıyor. Örneğin, hidrojenin ürettiği diğer yerlerdeki karbon kaynaklı gaz alanlarının (İngiltere)

Bir başka entegrasyon yolu, bir güç santralindeki biyokütlelerle doğal gaz ateş etmek ve ortaya çıkan CO)[D:2][D:2) ile elde etmek, karbon yakalama ve depolama ile (BECCS)[D) [D) negatif emisyonlar için bu kombinasyon sonuçları elde etmek, çünkü biyolojik enerji tedariki ile ilgili CO)[D)

Future Outlook ve Innovation

Doğal gaz santrallerine yönelik karbon yakalamanın yolu, devam eden maliyet azaltımı, destekleyici düzenleyici çerçevelere ve bir sonraki nesil yakalama teknolojilerinin geliştirilmesine bağlı olacaktır: Anahtar inovasyon alanları şunları içerir:

  • [FONT:0) İleri Seviyeli çözücüler ve büyücüler: Yeni bir amine karışımları, su-lean çözücüler ve sağlam büyücüler ( metal-organik çerçeveler ve bir mayın-fonksiyonel) daha düşük enerji cezaları, daha yüksek stabilite ve azaltım. Bazı sistemler CO).
  • [FONT:0)Membrane Ayrılığı: [Dönetici: 1) Polimer ve seramik membranlar, seçici olarak ayrı CO).[DDD:2][DDDDD][D][D][D][D][D][D][/FONT=2][/FONT=2][/FONT=D][/FONT=0)))
  • DAC, CO) [DÜDÜ: 0: 3 ) Havadan gelen hava yakalama (DAC): Climeworks ve Karbon Mühendisliği gibi atık ısısını kullanarak, DAC'yi doğrudan ölçeklendirmeye ve gaz santralleriyle entegrasyon CO).
  • [FONT:0)Crygen karbon yakalama:[Dönetici: 1) Bu sistemler kimyasal çözücülerden kaçınır ve aynı anda enerji cezasını en aza indirmek için dikkatli ısı entegrasyonu gerektirir.
  • [FONT:0)Electrokimya yakalama: [Dönetici: [Dönetici:0][Dönetici yakalama:[Dönetici: 1) Enerjiyi CO için pH-swing döngülerine (DDDD:2) ) Ayrılma, potansiyel olarak daha düşük sıcaklık rejenerasyonu ve karbon veya sentetik yakıtlar gibi katma değer kazandırabilme yeteneği.

Politika cephesinde, karbon fiyat artışlarının genişlemesi, düşük karbonlu yakıt standartlarının ortaya çıkması ve temiz elektrik yetkilerindeki CCS'nin dahil edilmesi, 2030 yılına kadar ABD'nin kesintiye uğraması için ABD'nin 45Q kredisi ile bir araya gelmesi, yeni Temiz Hidrojen Üretimi Vergi Kredisi (45V), CCS ve mavi hidrojen tesislerini inşa etmek için güçlü bir finansal teşvik yaratır.

Daha ileri baktığımızda, tamamen karbonatlanmış bir enerji sisteminde doğal gaz rolü belirsizdir.Orta yüzyıla kadar yenilenebilir enerji depolama ve genişleyen ağ bağlantılarının tüm elektrik talebini fosil yakıtlar olmadan karşılayabilir.)

Karbon enerjisi santralleri üzerindeki etkisi, bitki çit hattının ötesine kadar uzanır. Bu, fosil yakıt ekonomilerine bağımlı olan topluluklar için yönetilen bir geçiş sağlar, mevcut enerji altyapısı ve şebeke varlıkları korur ve net, yüklenebilir bir enerji kaynağı sunar. Önümüzdeki on yıl boyunca yenilenebilir enerjilerin büyümesini hızlandırabilir ve ekonomik yatırımların devam ettirebilir, enerji yatırımlarının ve enerji piyasalarının yakınlaştırılmasına yol açar.