碳捕捉技术纲要2018（文后附下载链接）
ERR能研微讯（左）丨ERR能研君（右)
阅前须知
1.网站或订阅号转载文章需隔天（发布时间24小时以后），且须明确注明作者与来源，不得改写，不得用于商业用途。
2.没有特殊说明下，订阅号所有文章（包含月度索引、年度报告精选等）涉及下载链接只保存5天，请留意文章发布时间，超期请加ERR能研君微信（扫上面右侧二维码）垂询。加能源君时请提供工作名片（学生请提供学校、姓名）。需转发获取下载地址的情况下，请不要使用小号或者找实习生转发，否则后台直接拉黑。
3.订阅号只提供简单关键词查询，请勿向后台发送消息，如需联系订阅号工作人员，请加ERR能研君微信垂询，后台不负责回复任何问题，骚扰后果自负。
翻译：Bruce@ERR能研微讯
校核：Mirakuru@ERR能研微讯
编辑：Yeti@ERR能研微讯
2019年4月，美国能源部国家能源技术办公室发布《碳捕捉技术纲要2018》，在此ERR能研微讯研究团队对报告的主要内容进行了翻译，分享给大家，欢迎转发扩散！
ERR能研微讯煤炭行业团队负责人：Hedgehog\Joseph
欢迎行业内人士（高校、期货、券商、三方咨询机构研究人员请勿申请，如需进入其他能源研究群，以上人士请添加ERR能研君微讯。）进入煤炭行业讨论群，请添加上方研究负责人微信（添加时请提供单位姓名，添加后请提供工作名片），由研究负责人添加入群。
美国能源部（DOE）的化石能源计划已采用全面，多管齐下的方法，为当今的煤电平台以及未来的平台研发先进的二氧化碳（CO2）捕获技术（R&D）。国家能源技术实验室（NETL）正在实施碳捕捉研发计划，以开发下一代先进的二氧化碳捕捉概念。这项研究的成功将使整个发电行业能够经济有效地实施碳捕捉与封存（CCS）技术，并确保美国继续从化石燃料中获得安全，可靠和负担得起的能源。
能源部的CCS研发工作是在总体清洁煤和碳管理研究计划（CCCMRP）下作为CCS和电力系统计划的一部分进行的。CCCMRP由NETL通过合同研究活动和NETL的现场研究实施。研究项目在各种奖励机制下进行—包括合作伙伴关系，合作协议和财政援助赠款-与公司，小企业，大学，非营利组织以及其他国家实验室和政府机构合作。
碳捕捉计划由两个核心研究领域组成，即燃烧后捕获和预燃烧捕获，由技术准备水平（TRL）组成，范围从概念工程和材料设计（即TRL2）到25MW电气（MWe）等效的试验测试（即TRL5-7）。与目前最先进的基于溶剂的捕获系统相比，这两个核心领域专注于创造技术改进，从而在成本和性能方面实现阶跃变化。在空气中燃料燃烧之后，后燃烧系统将CO2与常规粉煤发电厂产生的烟道气流分离。在该方法中，CO2与烟气的主要成分氮（N2）分离。预燃系统设计用于从整体气化联合循环（IGCC）发电厂中的气化器产生的合成气流中分离CO2和氢气（H2）。在这两种情况下，R&D正在开发基于溶剂，吸附剂和膜的捕获技术以及新技术。
本技术简编提供了DOE/NETL碳捕捉计划的技术摘要，在单个文档中汇集了91个项目的CO2捕获技术研发描述。截至2017年9月1日，共有47个正在进行项目和44个已完成项目。附录A中提供了已完成项目的说明。应该指出的是，之前完成的一些项目的格式可能略有不同，因为它们是为该纲要的先前版本制定的。下表列出了本简编中概述的二氧化碳捕捉技术，这些技术是在DOE/NETL外部研发项目下开发的。
NETL在二氧化碳捕捉领域的现场研究利用尖端的研究设施，世界一流的科学家和工程师，最先进的计算建模和模拟工具，以及战略合作来促进转化材料和高通量计算工具的发现、开发和测试。通过工业影响碳捕获模拟（CCSI2），能源部在建模和模拟方面的核心优势与工业部门合作，以扩大新的和创新的碳捕获技术。
项目重点 | 参加者 | 执行时间 |
正在进行 | ||
转化溶剂 | 国家能源技术实验室-研究与创新中心技术 | 01.01.2018–12.31.2021 |
转化溶剂 | 国家能源技术实验室-研究与创新中心技术 | 01.01.2018–12.31.2021 |
转化膜 | 国家能源技术实验室—研究与创新中心技术 | 01.01.2018–12.31.2021 |
高吞吐量工具 | 国家能源技术实验室—研究与创新中心技术 | 01.01.2018–12.31.2021 |
行业影响的碳捕获模拟 | 国家能源技术实验室-研究与创新中心技术 | 01.01.2018–03.31.2019 |
基于化学溶剂的系统可以实现高水平的二氧化碳捕捉，但是这些系统还需要大量的能量用于再生，这涉及温度变化以破坏吸收剂-二氧化碳化学键。通过DOE/NETL赞助的研究正在开发先进的溶剂，其具有比市售胺系统更低的再生能量要求，没有气溶胶排放挑战，并且耐烟气杂质。
项目重点 | 参加者 | 执行时间 |
正在进行 | ||
胺溶剂的新型电化学再生 | 麻省理工学院 | 08.01.2017–07.31.2020 |
使用先进溶剂，热整合和膜分离的滑流演示 | 肯塔基大学 | 10.01.2011-03.31.2019 |
用LLPS进行双相CO2吸收 | 伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校 | 10.01.2015-12.31.2018 |
哌嗪溶剂与闪光再生 | URS集团 | 10.01.2010-12.31.2018 |
微胶囊化CO2捕获材料 | 圣母大学 | 10.01.2015-09.30.2018 |
从稀释的二氧化碳来源直接捕获空气 | 碳工程有限公司 | 09.19.2016-09.18.2018 |
非水溶剂 | RTI国际 | 10.01.2015-06.30.2018 |
林德/巴斯夫二氧化碳捕捉工艺 | 伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校 | 10.01.2015-10.31.2017 |
低水溶剂 | ION Engineering，LLC | 10.01.2010-09.30.2017 |
相变吸收剂 | GE全球研究院 | 2014年1月11日-09.30.2017 |
CO2结合有机液体（CO2BOL）溶剂 | 西北太平洋国家实验室 | 04.01.2014-09.30.2017 |
氨基硅氧烷溶剂 | GE全球研究院 | 10.01.2015-06.30.2017 |
氨基和碳酸钾基混合盐溶剂 | SRI国际 | 10.01.2013-06.30.2017 |
基于胺的溶剂和工艺改进 | 南方公司服务公司 | 10.01.2015-03.31.2017 |
废热集成 | 南方公司服务公司 | 10.01.2011-03.31.2017 |
已完成（附录） | ||
Slipstream新型胺类后燃烧工艺 | 林德有限责任公司 | 12.01.2011-11.30.2016 |
冷冻氨工艺改进 | GE Power | 10.01.2015-09.30.2016 |
碳酸酐酶催化高级碳酸盐和非挥发性盐溶液（“溶剂”） | Akermin,Inc | 10.01.2013-09.30.2016 |
碳吸收器改造设备 | 纽曼系统集团 | 01.02.2012-12.31.2015 |
新型吸收/汽提工艺 | 威廉马什赖斯大学 | 10.01.2011-2015年12月12日 |
气体加压剥离 | 碳捕捉科学 | 10.01.2011-06.30.2015 |
溶剂+酶和真空再生技术 | Novozymes North America，Inc | 10.01.2011-06.30.2015 |
优化的溶剂配方 | 巴布科克和威尔科克斯 | 10.01.2011-04.30.2014 |
具有结晶功能的高压剥离热碳酸盐吸收 | 伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校 | 01.01.2011-03.31.2014 |
二氧化碳捕获的化学添加剂 | 劳伦斯伯克利国家实验室 | 06.01.2008-05.31.2013 |
自浓缩胺吸收剂 | 3HCompany，LLC | 10.01.2010-01.31.2013 |
离子液体 | 圣母大学 | 03.01.2007-09.30.2012 |
新型集成真空碳酸盐工艺 | 伊利诺伊州地质调查局 | 10.01.2008-04.30.2012 |
POSTCAP捕获和隔离 | Siemens Energy Inc. | 10.01.2010-02.29.2012 |
可逆离子液体 | 乔治亚理工学院 | 10.01.2008-09.30.2011 |
相过渡吸收 | 汉普顿大学 | 06.15.2005-06.30.2009 |
DOE/NETL的燃烧后吸附剂的研发目标包括开发低成本，耐用的吸附剂，这些吸附剂具有高选择性，高CO2吸附能力，并且可以承受多次再生循环，几乎没有磨损。
项目重点 | 参加者 | 执行时间 |
正在进行 | ||
新型吸附剂的变压吸附工艺 | 乔治亚理工学院 | 10.01.2015-09.30.2018 |
多孔聚合物网络 | 德克萨斯A&M大学 | 10.01.2015-09.30.2018 |
新型固体吸附剂 | SRI国际 | 10.01.2013-09.30.2018 |
碱化氧化铝固体吸附剂 | TDA Research，Inc | 02.03.2014-08.31.2018 |
可流化的固体吸附剂 | Research Triangle Institute | 10.01.2015-03.31.2018 |
已完成（附录） | ||
高级气凝胶吸附剂 | Aspen Aerogels，Inc | 10.01.2013-12.31.2016 |
结构吸附剂对温度的影响 | NRG能源公司 | 10.01.2015-09.30.2016 |
快速变压吸附 | W.R.Graceand Co. | 10.01.2011-07.31.2016 |
先进的固体吸附剂和二氧化碳捕捉工艺 | RTI国际 | 10.01.2011- 12.12.2015 |
基于吸附剂的二氧化碳捕捉的交叉换热器 | ADA-ES,Inc | 10.01.2013- 12.12.2015 |
低成本、高容量可再生吸附剂 | TDA Research，Inc | 10.01.2011-09.30.2015 |
快速温度摆动吸附 | 乔治亚理工学院 | 10.01.2011-03.31.2015 |
新型吸附工艺 | InnoSepra，LLC | 10.01.2011-03.31.2015 |
使用固体吸附剂的混合吸附 | 北达科他大学 | 10.01.2011-12.31.2014 |
金属整体胺接枝沸石 | 阿克伦大学 | 02.21.2007-03.31.2011 |
使用微孔MOF从烟气中去除CO2 | UOP | 03.12.2007-06.30.2010 |
基于干吸附剂的燃烧后二氧化碳捕捉 | Research Triangle Institute | 03.07.2007-12.31.2009 |
DOE/NETL对后燃膜技术的研发目标包括开发低成本耐用膜，该膜提高了渗透性和选择性、热稳定性和物理稳定性、对燃烧烟气中污染物的耐受性，并集成到低压降模块中。
项目重点 | 参加者 | 执行时间 |
正在进行 | ||
选择性膜用于<1％CO2源 | 俄亥俄州立大学 | 03.01.2016-02.28.2019 |
低温膜 | American Air Liquide，Inc | 10.01.2015-12.31.2018 |
PolarisTM膜/锅炉集成 | 膜技术与研究公司 | 01.07.2015- 06.30.2017 |
已完成（附录） | ||
无机/聚合物复合膜 | 俄亥俄州立大学 | 10.01.2011-12.12.2015 |
复合中空纤维膜 | GE全球研究院 | 10.01.2011-12.31.2014 |
低压膜接触器（兆模块） | 膜技术与研究公司 | 10.01.2011-09.30.2014 |
中空纤维，聚合物膜 | Research Triangle Institute | 09.26.2008-09.30.2011 |
仿生膜 | Carbozyme | 03.28.2007-07.31.2009 |
双功能，二氧化硅基膜 | 新墨西哥大学 | 08.23.2004-04.30.2009 |
DOE/NETL开发了各种用于大规模CO2捕获或压缩的燃烧后新概念。新概念包括混合系统，这些系统结合了多种技术，电化学膜和先进制造的特性，以实现增强的工艺。利用计算流体动力学和实验室测试评估了几个概念，从而引导原型开发和现场测试。
项目重点 | 参加者 | 执行时间 |
正在进行 | ||
二氧化碳捕捉的新概念/增材制造 | ORNL-橡树岭国家实验室 | 07.01.2017-06.30.2019 |
电化学膜 | Fuel Cell Energy Inc. | 10.01.2015-03.31.2019 |
新概念/低温碳捕获过程 | Sustainable Energy Solutions，LLC | 10.01.2016-03.31.2019 |
混合GO-PEEK膜过程 | 天然气技术研究所-GTI | 10.01.2015-09.30.2018 |
用于燃烧后二氧化碳捕捉的新型概念/ICE膜 | Liquid Ion Solutions LLC | 10.01.2015-09.30.2018 |
新概念/集成温度和压力摆动碳捕获系统 | Altex Technologies Corporation | 06.05.2015-07.31.2018 |
超音速压缩 | 德莱赛兰德公司 | 03.01.2016-03.31.2018 |
用于CO2捕获的渗透膜中溶剂的新概念/封装 | LLNL-劳伦斯利弗莫尔国家实验室 | 03.01.2015-02.28.2018 |
超音速惯性CO2萃取系统 | 轨道ATK公司 | 10.01.2013-03.31.2017 |
已完成（附录） | ||
评估压缩效率的改进 | 西南研究所 | 09.28.2005-06.30.2014 |
预燃溶剂研发专注于解决溶剂技术挑战，包括增加CO2负载能力和反应动力学以及降低再生能量。
项目重点 | 参加者 | 执行时间 |
正在进行 | ||
使用AC-ABC过程捕获CO2 | SRI国际 | 09.30.2009-09.30.2016 |
DOE/NETL正在开发用于燃烧前二氧化碳捕捉的固体吸附剂，旨在提高IGCC二氧化碳分离的成本和性能。这些吸附剂必须保持高吸附负载能力，耐多次再生循环的磨损，并且在IGCC系统中遇到的高温下表现出良好的性能，以避免需要合成气冷却和再加热。
项目重点 | 参加者 | 执行时间 |
正在进行 | ||
高容量可再生吸附剂 | TDAResearch，Inc | 10.01.2013-09.30.2018 |
已完成（附录） | ||
WGS的吸附剂开发 | URS集团 | 01.01.2010-09.30.2013 |
DOE/NETL正在开发几种先进的膜技术选项，用于分离煤衍生合成气中的CO2和H2。膜设计包括在升高的温度下操作的金属，聚合物或陶瓷材料，并使用各种化学和/或物理机制进行分离。成功的膜必须具有高渗透性和选择性，具有低压降，对污染物（例如硫）的耐受性，并且能够在高达500°F的系统温度下操作。
项目重点 | 参加者 | 执行时间 |
正在进行 | ||
沸石膜反应器 | 亚利桑那州立大学 | 10.01.2015-12.31.2018 |
混合基质膜 | 纽约州立大学布法罗分校 | 10.01.2015-09.30.2018 |
PBI聚合物膜 | SRI国际 | 10.01.2013-12.31.2017 |
两阶段膜分离：碳分子筛膜反应器以及Pd基膜 | 媒体与处理技术公司 | 10.01.2013-09.30.2017 |
已完成（附录） | ||
高温聚合物基膜 | 洛斯阿拉莫斯国家实验室 | 03.01.2013-03.31.2016 |
双相陶瓷碳酸盐膜反应器 | 亚利桑那州立大学 | 10.01.2009-09.30.2014 |
用于耐硫/碳的Pd合金 | 颇尔公司 | 10.01.2009-09.30.2014 |
氢选择性沸石膜 | 明尼苏达大学 | 10.01.2009-09.30.2014 |
变压膜吸收装置及工艺 | 新泽西理工学院 | 10.01.2009-03.31.2013 |
纳米多孔超疏水膜接触器工艺 | 气体技术研究所 | 10.01.2009-03.31.2012 |
聚合物膜工艺开发 | 膜技术与研究公司 | 09.14.2009-09.14.2011 |
DOE/NETL正在开发各种新概念，用于将二氧化碳去除工艺与其他系统（包括水煤气变换和吸附反应器）整合，以从生成的合成气流中分离二氧化碳。这些概念使用计算流体动力学和实验室测试进行评估，从而进行原型开发和现场测试。
项目重点 | 参加者 | 执行时间 |
正在进行 | ||
CO2吸附剂/WGS反应器的组合 | 南方研究所 | 10.01.2015-09.30.2018 |
CMS膜/WGS反应器和吸附反应器的组合 | 南加州大学 | 10.01.2015-09.30.2018 |
DOE/NETL还参与研发合作，探索煤基发电厂二氧化碳捕捉的多种方法，并模拟碳捕捉研发的经济和减排影响。
项目重点 | 参加者 | 执行时间 |
正在进行 | ||
碳捕捉测试中心 | 南方公司 | 06.06.2014-05.31.2019 |
已完成（附录） | ||
二氧化碳捕捉伙伴关系 | 北达科他大学能源与环境研究中心 | 07.01.2013-06.30.2015 |
CCS技术采用分析 | 阿贡国家实验室 | 02.01.2011-03.31.2014 |
2018中国碳价调查：越来越重要的市场，稳步增长的碳价
工业部门脱碳：下一个前沿领域
来自燃料燃烧的二氧化碳排放2018：回顾
向右滑动图片查看相关报告精选（相关报告精选已过期，如有需要请垂询能研君微信。）
欢迎转载 版权说明
ERR能研微讯 微信公众号：Energy-report
聚焦世界能源行业热点资讯，发布最新能源研究报告，提供能源行业咨询。
本订阅号原创内容包含能源行业最新动态、趋势、深度调查、科技发现等内容，同时为读者带来国内外高端能源报告主要内容的提炼、摘要、翻译、编辑和综述，内容版权遵循Creative Commons协议。
可免费拷贝、分享、散发，但须明确注明作者与来源，文章转发需隔天，不得改写，不得用于商业用途。
本文图片来源于网络，版权归原作者所有。
报告下载链接（5天有效）：
https://pan.baidu.com/s/1aFMmZ_Ko-HJTVLrYzX0K8A
提取码：4bcl