het Amerikaanse Ministerie van energie (DOE) Office of Fossil Energy ondersteunt activiteiten ter bevordering van steenkool-waterstoftechnologieën, met name door het proces van steenkoolvergassing met koolstofafvang,-gebruik en-opslag. DOE verwacht dat steenkool vergassing voor waterstofproductie met koolstofafvang, gebruik en opslag kan worden ingezet in de middellange termijn tijdsbestek.
Hoe Werkt Het?
chemisch is steenkool een complexe en sterk variabele stof die kan worden omgezet in een verscheidenheid aan producten. De vergassing van steenkool is een methode die energie, vloeibare brandstoffen, chemicaliën en waterstof kan produceren. Waterstof wordt in het bijzonder geproduceerd door eerst kolen te laten reageren met zuurstof en stoom onder hoge druk en temperaturen tot synthesegas, een mengsel dat hoofdzakelijk bestaat uit koolmonoxide en waterstof.
kolenvergassing reactie (ongebalanceerd):
CH0.8 + O2 + H2O → CO + CO2 + H2 + andere soorten
nadat de onzuiverheden uit het synthesegas zijn verwijderd, wordt de koolmonoxide in het gasmengsel gereageerd met stoom door de water-gasverschuivingsreactie om extra waterstof en kooldioxide te produceren. Waterstof wordt verwijderd door een scheidingssysteem en de sterk geconcentreerde kooldioxidestroom kan vervolgens worden opgevangen en opgeslagen. Meer informatie over koolstofafvang, – gebruik en-opslag.
Waarom Wordt Dit Traject Overwogen?
de Verenigde Staten hebben een overvloedige binnenlandse bron van steenkool. Het gebruik van steenkool om waterstof te produceren voor de transportsector kan het totale energieverbruik van Amerika en zijn afhankelijkheid van geïmporteerde aardolie verminderen en tegelijkertijd banen helpen creëren door de oprichting van een binnenlandse industrie. De productie van waterstof uit steenkool biedt ook milieuvoordelen wanneer deze wordt geïntegreerd met geavanceerde technologieën op het gebied van kolenvergassing, energieproductie en koolstofafvang, – gebruik en-opslag. De integratie van deze technologieën vergemakkelijkt de opvang van meerdere verontreinigende stoffen zoals zwaveloxiden, stikstofoxiden, kwik en deeltjes, evenals broeikasgassen zoals kooldioxide. Wanneer waterstof wordt gebruikt in efficiënte brandstofcelvoertuigen, kunnen emissies uit de transportsector bijna worden geëlimineerd.
het onderzoek richt zich op het overwinnen van uitdagingen
er zijn verschillende uitdagingen bij het gebruik van steenkoolvergassing om waterstof te produceren tegen streefkosten en met bijna nul broeikasgasemissies. Extra R& D is nodig om:
- ontwikkelen van technologieën voor koolstofafvang, – gebruik en-opslag die ervoor zorgen dat in het productieproces minimaal koolstofdioxide vrijkomt
- ontwikkelen van nieuwe technologieën die het cryogene proces kunnen vervangen dat momenteel wordt gebruikt om de vereiste zuurstof van de lucht te scheiden.