Hopp til hovedinnhold
Søk

Avansert karbonat-brenselcelleteknologi innen karbonfangst og karbonlagring

Å fremme økonomiske og bærekraftige teknologier til å fange karbondioksid fra store utslipp, som for eksempel kraftverk, er en viktig del av ExxonMobils forskningsprogram for lavutslippsløsninger for å begrense risikoen for klimaendringer. 

Karbonfangst og -lagring (CCS) er en prosess hvor karbondioksid som ellers ville sluppet ut i atmosfæren, fanges, komprimeres og injiseres i undergrunns geologiske formasjoner for permanent lagring. ExxonMobil er et ledende selskap innen CCS-applikasjoner med omfattende erfaring fra de siste tre tiår med alle sine komponentteknologier, herunder deltakelse i flere karbondioksid injeksjonsprosjekter. I 2015 fanget ExxonMobil 6,9 metriske tonn med karbondioksid for lagring – dette tilsvarer eliminering av de årlige drivhusgass-utslippene fra mer enn 1 million personbiler.  

Da vi tror den største muligheten for fremtidig utnyttelse av CCS i stor skala vil være innen sektoren for naturgassdrevet kraftproduksjon, vil ExxonMobil, med partner FuelCell Energy, Inc., fremme ny teknologi som vesentlig kan forbedre CCS-effektivitet, effekt og kostnadsnivå for store naturgassdrevne kraftverk. Å oppnå meningsfulle reduksjoner i utslipp av drivhusgasser vil kreve et bredt spekter av løsninger, og ExxonMobil tror at CCS har potensialet til å spille en viktig rolle i håndtering av utslipp.

Karbonat-brenselcelleteknologi: bedre effektivitet, mer kraft, og mindre karbondioksid

ExxonMobils forskere har søkt etter ny teknologi som kan redusere kostnadene forbundet med gjeldende CCS-prosesser ved å øke mengden elektrisitet et anlegg kan produsere, samtidig som det gir betydelige reduksjoner i utslipp av karbondioksid. Sentralt i ExxonMobils teknologi ligger en karbonat-brenselcelle.

Laboratorietester har vist at den unike integreringen av karbonat-brenselceller og naturgassdrevne kraftverk fanger karbondioksid mer effektivt enn rådende, konvensjonell fangstteknologi. Under den konvensjonelle fangstprosessen reagerer et kjemikalium med karbondioksidet og drar det ut av kraftverkets avgasser. Damp benyttes deretter til å frigi karbondioksidet fra kjemikaliet – damp som ellers ville bli brukt til å drive en turbin, og dermed redusere mengden energi turbinen kan produsere. 

Bruk av brenselceller til å fange karbondioksid fra kraftverk fører til en mer effektiv separasjon av karbondioksid fra kraftverkets avgasser, men med en økt produksjon av elektrisitet. Kraftverkets avgasser føres gjennom brenselcellen, i stedet for luft som normalt brukes i kombinasjon med naturgass under brenselcellens energiproduksjonsprosess. Mens brenselcellen genererer energi blir karbondioksidet mer konsentrert, hvilket gjør at det blir lettere og rimeligere å fange det fra cellens avgasser og lagres.  ExxonMobils forskning indikerer at et typisk 500 megawatt (MW) kraftverk som bruker en karbonatbrenselcelle kan være i stand til å produsere inntil 120 MW ekstra energi mens dagens CCS-teknologi forbruker omtrent 50 MW energi.

ExxonMobils forskning indikerer at ved å benytte denne teknologien kan mer enn 90 prosent av karbondioksidutslippene fra et naturgassdrevet kraftverk fanges. Naturgass er allerede den minst karbonintensive av de viktigste energikildene.

I tillegg har karbonat-brenselcelleteknologi potensialet til å produsere betydelige mengder hydrogen. Simuleringer antyder at den nye teknologien kan produsere inntil 150 millioner kubikkfot hydrogen per dag samtidig som den fanger karbondioksid fra et 500 MW kraftanlegg. For å sette dette i perspektiv: Et dampdrevet metanreformerende hydrogenanlegg i verdensklasse produserer omtrent 125 millioner kubikkfot per dag. I tillegg, kan en fremstille syntesegass eller syngass, sammensatt av hydrogen og karbonmonoksid, som senere kan oppgraderes til andre nyttige produkter som metanol, olefiner, eller hydrokarboner med høyere molekylvekt til transportbrennstoff eller smøremidler.

Neste trinn i utviklingen

ExxonMobil har vurdert en rekke karbonfangst-teknologier gjennom mange år og mener at karbonat brenselcelle-teknologi viser et enormt potensiale. Teknologiens egenskaper har blitt påvist i laboratoriet, og data fra disse simuleringene er for tiden i ferd med å analyseres. Videre utvikling vil involvere en mer detaljert undersøkelse av hver enkelt komponent i systemet, og optimalisering av systemet i sin helhet.

Omfanget av avtalen mellom ExxonMobil og FuelCell Energy, Inc, vil innledningsvis fokusere på bedre forståelse av den grunnleggende vitenskapen bak karbonat-brenselceller og hvordan en kan øke effektiviteten i separasjon og konsentrasjon av karbondioksid fra avgassen fra naturgassdrevne kraftturbiner. Teknologien vil bli underlagt omfattende testing i en pilottest i mindre skala før den integreres i et pilotanlegg i større skala, som for tiden er under utredning.

Lukk