What is the Allam-Fetvedt cycle?

It is a natural gas power cycle that burns fuel in pure oxygen rather than air, using supercritical CO₂ as the working fluid that drives the turbine. Because there is no nitrogen from the air in the combustion, the exhaust is essentially pure CO₂ and water instead of flue gas. The water is condensed out and the CO₂ is recirculated, with the surplus leaving the plant at pipeline pressure. It was developed by 8 Rivers and commercialised by NET Power.

How does it capture 100% of its CO₂ without a scrubber?

It never dilutes the CO₂ in the first place. Conventional plants burn fuel in air, which is 78% nitrogen, so the CO₂ leaves as a few per cent of a large exhaust stream and has to be chemically separated back out — that separation is what makes post-combustion capture expensive and energy-hungry. Oxy-combustion removes the nitrogen at the start, so the CO₂ is already concentrated and pressurised. There is no scrubber because there is no exhaust stack.

Has the Allam-Fetvedt cycle actually been built, or is it theoretical?

It has been built and run. NET Power operates a 50 MW thermal demonstration facility at La Porte, Texas, which first fired in 2018 and in 2021 became the first zero-emission natural gas plant to deliver electricity to a grid. That is a genuine milestone, but it is a demonstration plant — the first utility-scale units, at roughly 250 MW each, are still in development. Proven at demonstration scale is not the same as commercially routine.

How efficient is it compared with a combined cycle gas turbine?

Around 59% net, against roughly 60–64% for a modern H-class combined cycle. The important part is that the 59% already includes the capture. Bolting post-combustion capture onto a conventional CCGT typically costs seven to twelve efficiency points, so the fair comparison is 59% with capture against roughly 50% with capture — which is where the cycle's advantage actually sits.

What happens to the captured CO₂?

It leaves the plant as a supercritical stream at pipeline pressure and high purity, which is the form sequestration and utilisation both want. That is also the constraint: the cycle only makes sense where there is somewhere for the CO₂ to go — a pipeline, a sequestration site, or an industrial offtaker. Without that, you have a plant producing a product with no buyer.

Does GRECO use the Allam-Fetvedt cycle today?

No. GRECO builds solid oxide fuel cells below roughly 20 MW and combined cycle above it, because those are proven at the scale our campuses need and permittable now. We track the Allam-Fetvedt cycle as a capture-ready option for larger sites where CO₂ transport and storage exist, and we would rather say that plainly than imply a deployment we have not made. Scale and permitting decide the machine, not novelty.

برق گاز طبیعی بدون انتشار

چرخهٔ Allam-Fetvedt: 100% جذب کربن

بررسی فناوری نوآورانهٔ CO₂ فوق‌بحرانی که همهٔ انتشار را در منبع و بدون جریمهٔ بازده جذب می‌کند. برخلاف جذب سنتی پس از احتراق، چرخهٔ Allam-Fetvedt، CO₂ آمادهٔ خط لوله را به‌عنوان فراوردهٔ ذاتی تولید می‌کند—بدون نیاز به بازسازی‌های گران.

~100%

CO₂ جذب‌شده

~59%

بازده خالص

250 MW

به‌ازای هر واحد ماژولار

صفر

انتشار NOx/SOx

چرخهٔ Allam-Fetvedt چگونه کار می‌کند

Allam-Fetvedt Cycle، که 8 Rivers Capital و NET Power توسعه داده‌اند، بازاندیشی بنیادینی در تولید برق حرارتی است. به‌جای استفاده از بخار به‌عنوان سیال عامل مانند نیروگاه‌های متعارف، از supercritical CO₂ استفاده می‌کند—دی‌اکسید کربن در دما و فشاری که هم‌زمان مانند مایع و گاز رفتار می‌کند.

The process works as follows: گاز طبیعی با اکسیژن خالص (نه هوا) در یک محفظهٔ احتراق پرفشار سوزانده می‌شود. این اکسی‌احتراق فقط CO₂ و بخار آب تولید می‌کند—بدون اکسیدهای نیتروژن (NOx) یا اکسیدهای گوگرد (SOx). CO₂ داغ و پرفشار حاصل، یک توربین ویژه را برای تولید برق می‌گرداند.

پس از انبساط در توربین، CO₂ سرد می‌شود و آب چگالیده و جدا می‌گردد. بیشتر CO₂ به‌عنوان سیال عامل بازچرخانی می‌شود، در حالی که مازاد آن—دقیقاً برابر محتوای کربن گاز طبیعی سوخته‌شده—در pipeline pressure, ready for sequestration و بدون فشرده‌سازی اضافی جذب می‌شود. این جذب ذاتی به حذف نزدیک به 100% CO₂ با کمترین جریمهٔ بازده می‌رسد.

مقایسهٔ فناوری‌های جذب کربن

فناوری	بازده خالص	نرخ جذب	بلوغ	نمای هزینه
Post-Combustion Capture	~50%	85-95%	Commercial	High retrofit cost
Pre-Combustion Capture	~45%	90-95%	Demonstration	Medium
Oxy-Combustion	~45%	95-99%	Pilot	Medium-High
Allam-Fetvedt Cycle	~59%	~100%	Commercial 2026	Low (inherent)

زمان‌بندی توسعه

2018

نیروگاه نمایشی NET Power

تأسیسات نمایشی 50 MW حرارتی، نخستین در نوع خود، در La Porte تگزاس با موفقیت فناوری چرخهٔ Allam-Fetvedt را اثبات می‌کند.

2021

نخستین هم‌زمان‌سازی با شبکه

NET Power به نخستین دستاورد جهانی رسید: برق بدون انتشار از گاز طبیعی که در تگزاس به شبکه تحویل شد.

2025

مشارکت کالیفرنیا

NET Power و Carbon TerraVault تفاهم‌نامه‌ای برای توسعهٔ تا 1 GW ظرفیت برق بدون انتشار در شمال کالیفرنیا امضا کردند.

2026

بهره‌برداری تجاری

انتظار می‌رود نخستین نیروگاه‌های NET Power در مقیاس شرکت برق بهره‌برداری تجاری را آغاز کنند، هرکدام با تولید تا 250 MW.

شرکای کلیدی فناوری

NET Power

در حال تجاری‌سازی فناوری چرخهٔ Allam-Fetvedt. نخستین نیروگاه‌های مقیاس شرکت برق در 2026 انتظار می‌روند، با فهرست سفارش‌هایی که شامل مشارکت کالیفرنیا برای ظرفیت تا 1 GW است. هر نیروگاه ماژولار کمتر از 20 acres زمین می‌خواهد و تا 250 MW تولید می‌کند.

NYSE: NPWR

⁦8 Rivers Capital⁩

مبدع چرخهٔ Allam-Fetvedt. توسعه‌دهندهٔ پیشروی فناوری کربن‌زدایی با پروژه‌هایی از جمله تأسیسات جذب کربن وایومینگ با PacifiCorp که اکنون در مرحلهٔ مهندسی Pre-FEED است.

Durham، NC

رویکرد Greco Energy

به سرپرستی Leo Paskalidis، همهٔ تأسیسات Greco Energy از پایه با قابلیت یکپارچه‌سازی CCUS طراحی شده‌اند. توسعه‌های ما در آمریکای شمالی زیرساخت جذب کربن را در بر خواهند گرفت تا به انتشار خالص صفر برسند.

طراحی آمادهٔ CCUSمسیر خالص صفرانعطاف فناوری

چرخهٔ Allam-Fetvedt: پرسش‌های رایج

یک چرخهٔ برق با گاز طبیعی که سوخت را به‌جای هوا در اکسیژن خالص می‌سوزاند و از CO₂ فوق‌بحرانی به‌عنوان سیال عاملی استفاده می‌کند که توربین را می‌گرداند. چون نیتروژنِ هوا در احتراق نیست، خروجی عملاً CO₂ خالص و آب است نه دود. آب چگالیده و جدا می‌شود و CO₂ بازچرخانی می‌گردد و مازاد آن نیروگاه را با فشار خط لوله ترک می‌کند. این چرخه را 8 Rivers توسعه داد و NET Power تجاری‌سازی کرد.

اصلاً از ابتدا CO₂ را رقیق نمی‌کند. نیروگاه‌های متعارف سوخت را در هوا می‌سوزانند که 78% آن نیتروژن است، پس CO₂ به‌صورت چند درصد از یک جریان خروجی بزرگ بیرون می‌رود و باید شیمیایی جدا شود — همان جداسازی است که جذب پس از احتراق را گران و پرمصرف می‌کند. اکسی‌احتراق نیتروژن را از همان ابتدا کنار می‌گذارد، پس CO₂ از پیش غلیظ و تحت فشار است. اسکرابری نیست چون دودکشی نیست.

ساخته و اجرا شده است. NET Power یک تأسیسات نمایشی 50 MW حرارتی را در La Porte تگزاس بهره‌برداری می‌کند که نخستین بار در 2018 روشن شد و در 2021 نخستین نیروگاه گاز طبیعی بدون انتشار شد که برق به یک شبکه تحویل داد. این نقطهٔ عطف واقعی است، اما یک نیروگاه نمایشی است — نخستین واحدهای مقیاس شرکت برق، هرکدام حدود 250 MW، هنوز در دست توسعه‌اند. اثبات‌شده در مقیاس نمایشی با روزمرهٔ تجاری یکی نیست.

حدود 59% خالص، در برابر تقریباً 60–64% برای یک سیکل ترکیبی مدرن کلاس H. نکتهٔ مهم این است که آن 59% از پیش شامل جذب است. افزودن جذب پس از احتراق به یک CCGT متعارف معمولاً هفت تا دوازده واحد بازده هزینه دارد، پس مقایسهٔ منصفانه 59% با جذب در برابر حدود 50% با جذب است — و مزیت واقعی این چرخه همان‌جاست.

نیروگاه را به‌صورت جریانی فوق‌بحرانی با فشار خط لوله و خلوص بالا ترک می‌کند، همان شکلی که هم ذخیره‌سازی و هم بهره‌برداری می‌خواهند. همین هم قید ماجراست: این چرخه فقط جایی معنا دارد که CO₂ جایی برای رفتن داشته باشد — یک خط لوله، یک محل ذخیره‌سازی، یا یک خریدار صنعتی. بدون آن، نیروگاهی دارید که محصولی بدون خریدار تولید می‌کند.

نه. GRECO زیر حدود 20 MW پیل سوختی اکسید جامد و بالاتر از آن سیکل ترکیبی می‌سازد، چون این‌ها در مقیاسی که پردیس‌های ما لازم دارند اثبات شده‌اند و همین حالا مجوزپذیرند. چرخهٔ Allam-Fetvedt را به‌عنوان گزینه‌ای آمادهٔ جذب برای سایت‌های بزرگ‌تر که انتقال و ذخیره‌سازی CO₂ در آن‌ها وجود دارد دنبال می‌کنیم، و ترجیح می‌دهیم همین را صریح بگوییم تا آنکه استقراری را که انجام نداده‌ایم القا کنیم. مقیاس و مجوز، ماشین را تعیین می‌کنند، نه تازگی.

GRECO امروز چه می‌سازد

آمادگی برای جذب یک نقشه‌راه است. این، خودِ نیروگاه است.

GRECO پشت کنتور تولید می‌کند تا یک پردیس ظرف چند ماه برق‌دار شود، نه با سال‌ها انتظار در صف اتصال — پیل سوختی اکسید جامد زیر حدود 20 MW بدون احتراق و با NOx نزدیک به صفر، سیکل ترکیبی بالاتر از آن، و بازده کل بیش از 90% وقتی حرارت بازیافت و به انرژی منطقه‌ای فروخته شود.

تولید چگونه کار می‌کند خرید توان محاسباتی یا حرارت صدور حرارت در 50 °C

منابع و مطالعهٔ بیشتر

Power Engineering• January 2025

چرخهٔ Allam-Fetvedt: 100% جذب کربن

چرخهٔ Allam-Fetvedt چگونه کار می‌کند

مقایسهٔ فناوری‌های جذب کربن

زمان‌بندی توسعه

نیروگاه نمایشی NET Power

نخستین هم‌زمان‌سازی با شبکه

مشارکت کالیفرنیا

بهره‌برداری تجاری

شرکای کلیدی فناوری

NET Power

⁦8 Rivers Capital⁩

رویکرد Greco Energy

چرخهٔ Allam-Fetvedt: پرسش‌های رایج

چرخهٔ Allam-Fetvedt چیست؟

چگونه بدون اسکرابر 100% از CO₂ خود را جذب می‌کند؟

آیا چرخهٔ Allam-Fetvedt واقعاً ساخته شده یا نظری است؟

بازده آن در مقایسه با توربین گازی سیکل ترکیبی چقدر است؟

بر سر CO₂ جذب‌شده چه می‌آید؟

آیا GRECO امروز از چرخهٔ Allam-Fetvedt استفاده می‌کند؟

آمادگی برای جذب یک نقشه‌راه است. این، خودِ نیروگاه است.

منابع و مطالعهٔ بیشتر

NET Power: تا 1 GW برق بار پایهٔ کم‌کربن در کالیفرنیا

توافق‌نامهٔ Pre-FEED میان 8 Rivers و Wood برای جذب کربن در وایومینگ

فناوری چرخهٔ Allam-Fetvedt

نخستین نیروگاه گاز طبیعی بدون انتشار متصل به شبکه از NET Power