Điện khí tự nhiên không phát thải

Chu trình Allam-Fetvedt: thu giữ 100% carbon

Tìm hiểu công nghệ CO₂ siêu tới hạn đột phá thu toàn bộ phát thải ngay tại nguồn mà không phải trả giá bằng hiệu suất. Khác với thu giữ sau đốt truyền thống, chu trình Allam-Fetvedt tạo ra CO₂ sẵn sàng đưa vào đường ống như một sản phẩm phụ vốn có—không cần cải tạo tốn kém.

~100%
CO₂ đã thu giữ
~59%
Hiệu suất thuần
250 MW
Trên mỗi tổ máy mô-đun
Không
Phát thải NOx/SOx

Chu trình Allam-Fetvedt hoạt động thế nào

Allam-Fetvedt Cycle, do 8 Rivers Capital và NET Power phát triển, là một sự hình dung lại tận gốc về phát điện nhiệt. Thay vì dùng hơi nước làm môi chất công tác như các nhà máy điện thông thường, nó dùng supercritical CO₂—khí carbonic ở nhiệt độ và áp suất khiến nó đồng thời hành xử như cả chất lỏng lẫn chất khí.

The process works as follows: Khí tự nhiên được đốt với oxy tinh khiết (không phải không khí) trong một buồng đốt áp suất cao. Quá trình đốt trong oxy này chỉ sinh ra CO₂ và hơi nước—không có oxit nitơ (NOx) hay oxit lưu huỳnh (SOx). Dòng CO₂ nóng, áp suất cao thu được sẽ chạy một tuabin chuyên dụng để phát điện.

Sau khi giãn nở qua tuabin, CO₂ được làm nguội và nước được ngưng tách ra. Phần lớn CO₂ được tuần hoàn lại làm môi chất công tác, còn phần dư—đúng bằng lượng carbon trong khí tự nhiên đã đốt—được thu giữ ở pipeline pressure, ready for sequestration mà không cần nén thêm. Cơ chế thu giữ vốn có này đạt mức loại bỏ CO₂ gần 100% với tổn hao hiệu suất tối thiểu.

So sánh công nghệ thu giữ carbon

Công nghệHiệu suất thuầnTỷ lệ thu giữMức độ trưởng thànhCấu trúc chi phí
Post-Combustion Capture~50%85-95%CommercialHigh retrofit cost
Pre-Combustion Capture~45%90-95%DemonstrationMedium
Oxy-Combustion~45%95-99%PilotMedium-High
Allam-Fetvedt Cycle~59%~100%Commercial 2026Low (inherent)

Dòng thời gian phát triển

2018

Nhà máy trình diễn của NET Power

Cơ sở trình diễn 50 MW nhiệt đầu tiên thuộc loại này tại La Porte, Texas đã chứng minh thành công công nghệ chu trình Allam-Fetvedt.

2021

Lần hòa lưới đầu tiên

NET Power đạt cột mốc đầu tiên trên thế giới: điện không phát thải từ khí tự nhiên được đưa lên lưới điện tại Texas.

2025

Hợp tác tại California

NET Power và Carbon TerraVault ký biên bản ghi nhớ phát triển tới 1 GW công suất điện không phát thải tại Bắc California.

2026

Vận hành thương mại

Những nhà máy NET Power quy mô công nghiệp đầu tiên dự kiến bắt đầu vận hành thương mại, mỗi nhà máy phát tới 250 MW.

Các đối tác công nghệ chính

NET Power

Đang thương mại hóa công nghệ chu trình Allam-Fetvedt. Những nhà máy quy mô công nghiệp đầu tiên dự kiến năm 2026, với danh mục dự án gồm cả hợp tác tại California cho công suất tới 1 GW. Mỗi nhà máy mô-đun cần chưa tới 20 acre và phát tới 250 MW.

NYSE: NPWR

8 Rivers Capital

Đơn vị phát minh chu trình Allam-Fetvedt. Nhà phát triển công nghệ khử carbon hàng đầu với các dự án gồm cơ sở thu giữ carbon tại Wyoming cùng PacifiCorp, hiện đang ở giai đoạn kỹ thuật Pre-FEED.

Durham, NC

Cách tiếp cận của Greco Energy

Dưới sự dẫn dắt của Leo Paskalidis, mọi cơ sở của Greco Energy đều được thiết kế với khả năng tích hợp CCUS ngay từ nền móng. Các dự án của chúng tôi tại Bắc Mỹ sẽ tích hợp hạ tầng thu giữ carbon để đạt phát thải ròng bằng 0.

Thiết kế sẵn sàng cho CCUSLộ trình phát thải ròng bằng 0Tính linh hoạt công nghệ

Chu trình Allam-Fetvedt: những câu hỏi thường gặp

Đó là một chu trình phát điện bằng khí tự nhiên đốt nhiên liệu trong oxy tinh khiết thay vì không khí, dùng CO₂ siêu tới hạn làm môi chất công tác chạy tuabin. Vì không có nitơ từ không khí trong quá trình cháy, khói thải về cơ bản là CO₂ tinh khiết và nước thay vì khói lò. Nước được ngưng tách ra và CO₂ được tuần hoàn lại, phần dư rời nhà máy ở áp suất đường ống. Chu trình do 8 Rivers phát triển và được NET Power thương mại hóa.

Nó không hề pha loãng CO₂ ngay từ đầu. Nhà máy thông thường đốt nhiên liệu trong không khí vốn có 78% nitơ, nên CO₂ ra ngoài chỉ chiếm vài phần trăm của một dòng khói lớn và phải được tách lại bằng hóa chất — chính việc tách đó khiến thu giữ sau đốt vừa đắt vừa ngốn năng lượng. Đốt trong oxy loại bỏ nitơ ngay từ đầu, nên CO₂ vốn đã đậm đặc và có áp. Không có tháp lọc vì không có ống khói.

Nó đã được xây và đã chạy. NET Power vận hành một cơ sở trình diễn 50 MW nhiệt tại La Porte, Texas, đốt lần đầu năm 2018 và đến năm 2021 trở thành nhà máy điện khí tự nhiên không phát thải đầu tiên đưa điện lên lưới. Đó là một cột mốc thật sự, nhưng đây là một nhà máy trình diễn — những tổ máy quy mô công nghiệp đầu tiên, khoảng 250 MW mỗi tổ, vẫn đang được phát triển. Được chứng minh ở quy mô trình diễn không giống với đã thành thông lệ thương mại.

Khoảng 59% thuần, so với khoảng 60–64% của một chu trình hỗn hợp lớp H hiện đại. Điểm quan trọng là con số 59% đã bao gồm cả phần thu giữ. Lắp thêm thu giữ sau đốt vào một CCGT thông thường thường tốn bảy đến mười hai điểm hiệu suất, nên phép so sánh công bằng là 59% có thu giữ so với khoảng 50% có thu giữ — và đó mới là chỗ lợi thế của chu trình này thực sự nằm.

Nó rời nhà máy dưới dạng dòng siêu tới hạn ở áp suất đường ống và độ tinh khiết cao, đúng dạng mà cả việc lưu trữ lẫn tận dụng đều cần. Đó cũng chính là ràng buộc: chu trình này chỉ hợp lý ở nơi có chỗ cho CO₂ đi — một đường ống, một địa điểm lưu trữ, hoặc một bên bao tiêu công nghiệp. Không có những thứ đó thì quý vị có một nhà máy sản xuất ra một sản phẩm không người mua.

Không. GRECO xây pin nhiên liệu oxit rắn dưới khoảng 20 MW và chu trình hỗn hợp trên mức đó, vì đó là những công nghệ đã được chứng minh ở quy mô mà khuôn viên của chúng tôi cần và xin phép được ngay bây giờ. Chúng tôi theo dõi chu trình Allam-Fetvedt như một lựa chọn sẵn sàng thu giữ cho các mặt bằng lớn hơn nơi đã có hạ tầng vận chuyển và lưu trữ CO₂, và chúng tôi thà nói thẳng như vậy còn hơn ngụ ý một lần triển khai mà chúng tôi chưa hề thực hiện. Quy mô và cấp phép quyết định cỗ máy, chứ không phải tính mới lạ.
GRECO xây gì hôm nay

Sẵn sàng thu giữ là một lộ trình. Đây mới là nhà máy.

GRECO phát điện sau công tơ để một khuôn viên đóng điện trong vài tháng thay vì chờ nhiều năm trong hàng chờ đấu nối — pin nhiên liệu oxit rắn dưới khoảng 20 MW không có sự cháy và NOx gần bằng không, chu trình hỗn hợp trên mức đó, và tổng hiệu suất trên 90% khi nhiệt đã được thu hồi và bán vào nhiệt khu vực.

Nguồn & đọc thêm