Departament Energii Stanów Zjednoczonych (Doe) Office of Fossil Energy wspiera działania na rzecz rozwoju technologii węgla do wodoru, w szczególności poprzez proces zgazowania węgla z wychwytywaniem, utylizacją i magazynowaniem węgla. DOE przewiduje, że zgazowanie węgla do produkcji wodoru z wychwytywaniem, utylizacją i magazynowaniem węgla może zostać wdrożone w perspektywie średniookresowej.
Jak To Działa?
chemicznie węgiel jest złożoną i wysoce zmienną substancją, którą można przekształcić w różne produkty. Zgazowanie węgla jest jedną z metod, które mogą wytwarzać energię, paliwa płynne, chemikalia i wodór. W szczególności wodór jest wytwarzany przez pierwszą reakcję węgla z tlenem i parą wodną pod wysokim ciśnieniem i temperaturą, tworząc gaz syntezowy, mieszaninę składającą się głównie z tlenku węgla i wodoru.
reakcja zgazowania węgla (niezbalansowana):
CH0.8 + O2 + H2O → CO + CO2 + H2 + inne gatunki
po usunięciu zanieczyszczeń z gazu syntezowego tlenek węgla w mieszaninie gazowej poddaje się reakcji z parą wodną w reakcji przesunięcia woda-gaz w celu wytworzenia dodatkowego wodoru i dwutlenku węgla. Wodór jest usuwany przez system separacji, a wysoko skoncentrowany strumień dwutlenku węgla może być następnie wychwytywany i magazynowany. Dowiedz się więcej o wychwytywaniu, wykorzystaniu i przechowywaniu dwutlenku węgla.
Dlaczego Rozważa Się Tę Ścieżkę?
Stany Zjednoczone mają bogate, krajowe zasoby węgla. Wykorzystanie węgla do produkcji wodoru w sektorze transportu może zmniejszyć całkowite zużycie energii w Ameryce i jej zależność od importowanej ropy naftowej, jednocześnie pomagając tworzyć miejsca pracy poprzez stworzenie krajowego przemysłu. Produkcja wodoru z węgla zapewnia również korzyści dla środowiska, gdy jest zintegrowana z zaawansowanymi technologiami zgazowania węgla, produkcji energii i wychwytywania, wykorzystania i składowania dwutlenku węgla. Integracja tych technologii ułatwia wychwytywanie wielu zanieczyszczeń, takich jak tlenki siarki, tlenki azotu, rtęć i cząstki stałe, a także gazy cieplarniane, takie jak dwutlenek węgla. Gdy wodór jest stosowany w pojazdach o wydajnych ogniwach paliwowych, emisje z sektora transportu mogą zostać prawie wyeliminowane.
badania koncentrują się na pokonywaniu wyzwań
istnieje kilka wyzwań związanych z wykorzystaniem zgazowania węgla do produkcji wodoru po kosztach docelowych i przy niemal zerowej emisji gazów cieplarnianych. Dodatkowe R&D jest potrzebne do:
- opracowanie technologii wychwytywania, wykorzystania i magazynowania dwutlenku węgla, które zapewniają uwalnianie minimalnego dwutlenku węgla w procesie produkcyjnym
- opracowanie nowych technologii, które mogą zastąpić proces kriogeniczny stosowany obecnie do oddzielania wymaganego tlenu od powietrza.