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.

صفر اخراج والی قدرتی گیس کی بجلی

Allam-Fetvedt سائیکل: 100% کاربن کیپچر

وہ اہم سپرکریٹیکل CO₂ ٹیکنالوجی جو کارکردگی کی قیمت ادا کیے بغیر تمام اخراج ماخذ ہی پر پکڑ لیتی ہے۔ احتراق کے بعد کیپچر کے روایتی طریقوں کے برعکس، Allam-Fetvedt سائیکل پائپ لائن کے لیے تیار CO₂ کو فطری ضمنی پیداوار کے طور پر بناتا ہے—مہنگی تبدیلیوں کی ضرورت نہیں۔

~100%

پکڑی گئی CO₂

~59%

خالص کارکردگی

250 MW

فی ماڈیولر یونٹ

صفر

NOx/SOx اخراج

Allam-Fetvedt سائیکل کیسے کام کرتا ہے

Allam-Fetvedt Cycle، جسے 8 Rivers Capital اور NET Power نے تیار کیا، حرارتی بجلی کی پیداوار کا بنیادی طور پر نیا تصور ہے۔ روایتی پاور پلانٹس کی طرح بھاپ کو عامل سیال بنانے کے بجائے یہ supercritical CO₂ استعمال کرتا ہے—کاربن ڈائی آکسائیڈ ایسے درجہ حرارت اور دباؤ پر جہاں وہ بیک وقت مائع اور گیس دونوں کی طرح برتاؤ کرتی ہے۔

The process works as follows: قدرتی گیس کو ایک بلند دباؤ والے کمبسٹر میں خالص آکسیجن (ہوا نہیں) کے ساتھ جلایا جاتا ہے۔ یہ آکسی احتراق صرف CO₂ اور آبی بخارات پیدا کرتا ہے—نہ نائٹروجن آکسائیڈز (NOx)، نہ سلفر آکسائیڈز (SOx)۔ نتیجے میں بننے والی گرم، بلند دباؤ والی CO₂ ایک خصوصی ٹربائن چلا کر بجلی پیدا کرتی ہے۔

ٹربائن سے گزرنے کے بعد CO₂ ٹھنڈی کی جاتی ہے اور پانی گاڑھا کر کے نکال لیا جاتا ہے۔ زیادہ تر CO₂ عامل سیال کے طور پر دوبارہ گردش میں ڈالی جاتی ہے، جبکہ اضافی حصہ — جو جلائی گئی قدرتی گیس کے کاربن مواد کے بالکل برابر ہوتا ہے — بغیر کسی اضافی کمپریشن کے pipeline pressure, ready for sequestration پر پکڑ لیا جاتا ہے۔ یہ فطری کیپچر بہت کم کارکردگی کے نقصان کے ساتھ تقریباً 100% CO₂ ہٹا دیتا ہے۔

کاربن کیپچر ٹیکنالوجی کا موازنہ

ٹیکنالوجی	خالص کارکردگی	کیپچر کی شرح	پختگی	لاگت کا خاکہ
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)

تیاری کی ٹائم لائن

2018

NET Power کا مظاہراتی پلانٹ

La Porte، Texas میں اپنی نوعیت کی پہلی 50 MW حرارتی مظاہراتی تنصیب نے Allam-Fetvedt سائیکل ٹیکنالوجی کو کامیابی سے ثابت کیا۔

2021

پہلی گرڈ سنکرونائزیشن

NET Power نے عالمی سطح پر پہلی بار یہ کارنامہ انجام دیا: Texas میں قدرتی گیس سے بنی صفر اخراج بجلی پاور گرڈ کو فراہم کی گئی۔

2025

کیلیفورنیا کی شراکت داری

NET Power اور Carbon TerraVault نے شمالی کیلیفورنیا میں 1 GW تک صفر اخراج بجلی کی صلاحیت تیار کرنے کے لیے MOU پر دستخط کیے۔

2026

تجارتی آپریشنز

یوٹیلٹی پیمانے کے پہلے NET Power پلانٹس کے تجارتی آپریشن شروع کرنے کی توقع ہے، جن میں سے ہر ایک 250 MW تک پیدا کرے گا۔

اہم ٹیکنالوجی شراکت دار

NET Power

Allam-Fetvedt سائیکل ٹیکنالوجی کو تجارتی بنا رہی ہے۔ یوٹیلٹی پیمانے کے پہلے پلانٹس 2026 میں متوقع ہیں، اور زیرِ التوا کاموں میں 1 GW تک صلاحیت کے لیے کیلیفورنیا کی شراکت داری شامل ہے۔ ہر ماڈیولر پلانٹ 20 ایکڑ سے کم جگہ لیتا ہے اور 250 MW تک پیدا کرتا ہے۔

NYSE: NPWR

⁦8 Rivers Capital⁩

Allam-Fetvedt سائیکل کا موجد۔ ڈی کاربنائزیشن ٹیکنالوجی کا سرکردہ ڈویلپر، جس کے منصوبوں میں PacifiCorp کے ساتھ Wyoming کی کاربن کیپچر تنصیب شامل ہے، جو اس وقت Pre-FEED انجینئرنگ مرحلے میں ہے۔

Durham, NC

Greco Energy کا طریقہ کار

Leo Paskalidis کی قیادت میں، Greco Energy کی تمام تنصیبات شروع ہی سے CCUS انضمام کی صلاحیت کے ساتھ ڈیزائن کی جاتی ہیں۔ ہماری شمالی امریکہ کی ترقیات نیٹ زیرو اخراج کے حصول کے لیے کاربن کیپچر کا بنیادی ڈھانچہ شامل کریں گی۔

CCUS کے لیے تیار ڈیزائننیٹ زیرو کا راستہٹیکنالوجی کی لچک

Allam-Fetvedt سائیکل: عام سوالات

یہ قدرتی گیس کا ایک ایسا پاور سائیکل ہے جو ایندھن کو ہوا کے بجائے خالص آکسیجن میں جلاتا ہے، اور ٹربائن چلانے والے عامل سیال کے طور پر سپرکریٹیکل CO₂ استعمال کرتا ہے۔ چونکہ احتراق میں ہوا کی نائٹروجن شامل نہیں ہوتی، اس لیے اخراج فلو گیس کے بجائے عملاً خالص CO₂ اور پانی ہوتا ہے۔ پانی گاڑھا کر کے نکال لیا جاتا ہے اور CO₂ دوبارہ گردش میں ڈال دی جاتی ہے، جبکہ اضافی حصہ پائپ لائن کے دباؤ پر پلانٹ سے باہر نکلتا ہے۔ اسے 8 Rivers نے تیار کیا اور NET Power نے تجارتی بنایا۔

یہ CO₂ کو شروع ہی میں پتلا نہیں ہونے دیتا۔ روایتی پلانٹ ایندھن کو ہوا میں جلاتے ہیں، جو 78% نائٹروجن ہے، چنانچہ CO₂ ایک بڑے اخراجی بہاؤ کے چند فیصد کے طور پر نکلتی ہے اور اسے کیمیائی طریقے سے دوبارہ الگ کرنا پڑتا ہے — یہی علیحدگی احتراق کے بعد کیپچر کو مہنگا اور توانائی خور بناتی ہے۔ آکسی احتراق نائٹروجن کو شروع ہی میں ہٹا دیتا ہے، اس لیے CO₂ پہلے سے مرتکز اور دباؤ میں ہوتی ہے۔ اسکربر اس لیے نہیں کہ کوئی اخراجی چمنی ہی نہیں۔

یہ بنایا بھی جا چکا ہے اور چلایا بھی گیا ہے۔ NET Power، La Porte، Texas میں 50 MW حرارتی مظاہراتی تنصیب چلاتی ہے، جو پہلی بار 2018 میں چالو ہوئی اور 2021 میں گرڈ کو بجلی فراہم کرنے والا پہلا صفر اخراج قدرتی گیس پلانٹ بنی۔ یہ واقعی ایک سنگ میل ہے، مگر یہ ایک مظاہراتی پلانٹ ہے — یوٹیلٹی پیمانے کے پہلے یونٹس، تقریباً 250 MW فی یونٹ، ابھی زیرِ تیاری ہیں۔ مظاہراتی پیمانے پر ثابت ہونا تجارتی طور پر معمول بن جانے کے برابر نہیں۔

تقریباً 59% خالص، جبکہ جدید H کلاس کمبائنڈ سائیکل کے لیے تقریباً 60–64%۔ اہم بات یہ ہے کہ اس 59% میں کیپچر پہلے سے شامل ہے۔ روایتی CCGT پر احتراق کے بعد کیپچر جوڑنے سے عموماً کارکردگی کے سات سے بارہ پوائنٹ کم ہوتے ہیں، اس لیے منصفانہ موازنہ کیپچر کے ساتھ 59% بمقابلہ کیپچر کے ساتھ تقریباً 50% ہے — اور اسی جگہ اس سائیکل کا اصل فائدہ ہے۔

یہ پلانٹ سے پائپ لائن کے دباؤ اور اعلیٰ خلوص کے ساتھ سپرکریٹیکل دھار کی صورت میں نکلتی ہے، اور یہی وہ شکل ہے جو ذخیرہ اندوزی اور استعمال دونوں کو درکار ہوتی ہے۔ یہی اس کی حد بھی ہے: یہ سائیکل صرف وہیں معنی رکھتا ہے جہاں CO₂ کے جانے کی کوئی جگہ ہو — کوئی پائپ لائن، ذخیرہ اندوزی کی سائٹ، یا کوئی صنعتی آف ٹیکر۔ اس کے بغیر آپ کے پاس ایک ایسا پلانٹ ہوتا ہے جو ایسی پیداوار بناتا ہے جس کا کوئی خریدار نہیں۔

نہیں۔ GRECO تقریباً 20 MW سے نیچے ٹھوس آکسائیڈ فیول سیل اور اس سے اوپر کمبائنڈ سائیکل بناتی ہے، کیونکہ یہی ہمارے کیمپس کے مطلوبہ پیمانے پر ثابت شدہ اور ابھی پرمٹ کے قابل ہیں۔ ہم Allam-Fetvedt سائیکل پر بطور کیپچر ریڈی آپشن نظر رکھے ہوئے ہیں، ان بڑی سائٹوں کے لیے جہاں CO₂ کی ترسیل اور ذخیرہ موجود ہو، اور ہم یہ صاف کہنا بہتر سمجھتے ہیں بجائے اس کے کہ ایسی تنصیب کا تاثر دیں جو ہم نے کی ہی نہیں۔ مشین کا فیصلہ پیمانہ اور پرمٹ کرتے ہیں، نیا پن نہیں۔

GRECO آج کیا بناتی ہے

کیپچر ریڈی ایک روڈ میپ ہے۔ یہ پلانٹ ہے۔

GRECO میٹر کے پیچھے بجلی پیدا کرتی ہے تاکہ کیمپس انٹرکنکشن قطار میں برسوں انتظار کرنے کے بجائے مہینوں میں فعال ہو جائے — تقریباً 20 MW سے نیچے ٹھوس آکسائیڈ فیول سیل، بغیر کسی احتراق اور تقریباً صفر NOx کے ساتھ، اس سے اوپر کمبائنڈ سائیکل، اور حرارت بازیافت ہو کر ڈسٹرکٹ انرجی کو بیچے جانے کے بعد 90% سے زیادہ مجموعی کارکردگی۔

پیداوار کیسے کام کرتی ہے کمپیوٹ یا حرارت آف ٹیک کریں 50 °C پر حرارت کی برآمد

ذرائع اور مزید مطالعہ

Power Engineering• January 2025

Allam-Fetvedt سائیکل: 100% کاربن کیپچر

Allam-Fetvedt سائیکل کیسے کام کرتا ہے

کاربن کیپچر ٹیکنالوجی کا موازنہ

تیاری کی ٹائم لائن

NET Power کا مظاہراتی پلانٹ

پہلی گرڈ سنکرونائزیشن

کیلیفورنیا کی شراکت داری

تجارتی آپریشنز

اہم ٹیکنالوجی شراکت دار

NET Power

⁦8 Rivers Capital⁩

Greco Energy کا طریقہ کار

Allam-Fetvedt سائیکل: عام سوالات

Allam-Fetvedt سائیکل کیا ہے؟

یہ اسکربر کے بغیر 100% CO₂ کیسے پکڑتا ہے؟

کیا Allam-Fetvedt سائیکل واقعی بنایا جا چکا ہے، یا یہ نظری ہے؟

کمبائنڈ سائیکل گیس ٹربائن کے مقابلے میں یہ کتنا کارآمد ہے؟

پکڑی گئی CO₂ کا کیا ہوتا ہے؟

کیا GRECO آج Allam-Fetvedt سائیکل استعمال کرتی ہے؟

کیپچر ریڈی ایک روڈ میپ ہے۔ یہ پلانٹ ہے۔

ذرائع اور مزید مطالعہ

NET Power: کیلیفورنیا میں 1 GW تک کم کاربن بیس لوڈ بجلی

Wyoming کاربن کیپچر کے لیے 8 Rivers اور Wood کا Pre-FEED معاہدہ

Allam-Fetvedt سائیکل ٹیکنالوجی

NET Power کا پہلا گرڈ سے منسلک صفر اخراج قدرتی گیس پلانٹ