Kan elektriciteit worden opgewekt uit aardgas met minder uitstoot?

Dit artikel maakt deel uit van parvenueen serie over jonge bedrijven die profiteren van nieuwe wetenschap en technologie.

LA PORTE, TEXAS – Het was niet zoals in de film. Niemand trok een grote schakelaar aan de muur naar beneden en produceerde een bevredigend “knal” en geknetter van elektriciteit. In plaats daarvan klikte op een avond afgelopen november een ploegchef van NET Power, een technologiebedrijf voor schone energie, meerdere keren met de muis in een controlekamer die was opgesteld in een dubbelbrede trailer. Met de laatste klik werd de generator van het bedrijf gesynchroniseerd met het Texas-net, een belangrijke stap in het voeden van huizen en bedrijven. Zevenentwintig minuten later verbrak de supervisor de verbinding.

Het klinkt misschien niet veel, maar deze korte demonstratie in deze demonstratiefabriek — met een fractie van de capaciteit van een volwaardige fabriek — toonde aan dat een nieuwe manier om elektriciteit op te wekken die aardgas verbrandt maar niet hetzelfde produceert broeikasgasemissies als fossiele brandstoffen zouden goed kunnen spelen met het elektriciteitsnet van het land.

Cam Hosie, hoofd van 8 Rivers, de eerste aandeelhouder van NET Power, zei dat hij de test van die avond op zijn laptop volgde. Terwijl het systeem synchroniseerde, herinnerde hij zich: “Ik huilde.”

Het was een mijlpaal voor NET Power, dat al 12 jaar aan deze technologie werkte. Deze synchronisatie – een lastige prestatie van het aanpassen van de frequentie van het net en andere eigenschappen – wekte enorme belangstelling toen bedrijven die op zoek waren naar een schonere manier om elektriciteit op te wekken, licenties begonnen te verlenen voor de technologie van NET Power. Potentiële klanten hebben plannen aangekondigd voor nieuwe faciliteiten over de hele wereld, waaronder in de Verenigde Staten, Canada, Duitsland en het Verenigd Koninkrijk.

“Als dit onder andere commercieel levensvatbaar zou worden, zou het een sleutelrol kunnen spelen in ons vermogen om netto-nuldoelen in de VS en wereldwijd te bereiken”, zegt Carrie Jenks, uitvoerend directeur van Environmental and Program Energy Law.

De meeste elektriciteitscentrales koken water door steenkool of aardgas te verbranden, of door kernsplitsing; de resulterende stoom draait vervolgens een turbine. Het verbranden van deze fossiele brandstoffen resulteert in broeikasgassen, de belangrijkste veroorzakers van klimaatverandering. Wetenschappers waarschuwen dat, tenzij we deze emissies stoppen, er ergere catastrofes in het verschiet liggen.

Hernieuwbare energiebronnen (zoals zon, wind en geothermie) zijn enorm gestegen naarmate hun prijs is gedaald. Veel experts gaan er echter van uit dat het net snel opneembare stroombronnen nodig zal hebben – wat de experts “leverbare” stroom noemen – om gaten in de toevoer van zon en wind te vullen. En hoewel sommige onderzoekers hebben gesuggereerd dat het elektriciteitsnet volledig kan worden gebouwd op hernieuwbare energie en opslag, zei professor Jenks: “Ik denk dat fossiele brandstoffen in de nabije toekomst in ons energiesysteem zullen blijven zitten.” veel oplossingen om dat te doen.” kunnen we doorgaan op de weg die we nu moeten inslaan. We weten nog niet wat de zilveren kogel is – en ik betwijfel of we ooit een zilveren kogel zullen vinden”, zei ze.

Hier kunnen fans van NET Power zien dat het bedrijf een verschil kan maken: de technologie verbrandt aardgas zonder de grote problemen te veroorzaken die fossiele brandstoffen doorgaans veroorzaken. Het verbrandt een combinatie van aardgas en zuurstof in een circulerende stroom van hoge temperatuur koolstofdioxide onder enorme druk. Het resulterende kooldioxide drijft de turbine aan in een vorm die bekend staat als superkritische vloeistof.

Bij andere energiecentrales betekent het afvangen van kooldioxide het toevoegen van aparte apparaten die veel energie verbruiken. Het systeem van NET Power vangt de koolstofdioxide die het genereert op als onderdeel van zijn cyclus, niet als een additief. De overtollige kooldioxide kan vervolgens worden gewonnen en ondergronds worden opgeslagen of worden gebruikt in andere industriële processen. De werking van de centrale produceert geen van de schadelijke deeltjes of smog-producerende gassen zoals stikstof- en natriumoxiden die kolengestookte elektriciteitscentrales uitstoten.

Zijn enige andere bijproduct? Water.

Met commercieel succes gelooft NET Power dat het de wereldwijde CO2-uitstoot aanzienlijk zal verminderen, zei Ron DeGregorio, de CEO van het bedrijf. Veel potentiële klanten zouden nog kunnen kiezen voor kolengestookte stroom, maar “breng dat op een geloofwaardige manier op de markt en dat gaat de wereld veranderen.”

Het bedrijf geeft zijn technologie in licentie aan zijn klanten, en zijn partners en investeerders zullen de faciliteiten bouwen en exploiteren. Deze omvatten oliegigant Occidental Petroleum, die een grote gok doet op koolstofafvang; Constellation, die elektriciteitscentrales exploiteert; en Baker Hughes, die het soort precisieapparatuur maakt dat nodig is voor het proces. Dat soort investeringen, zei Rick Callahan, president van Low Carbon Ventures, een dochteronderneming van Occidental, “laat zien dat mensen hun geld in dit project steken.”

De technologie kan, zoals elke stroomopwekkingsinstallatie, op verschillende manieren worden toegepast, waaronder het opwekken van elektriciteit voor industriële processen. Potentiële klanten zijn vindingrijk. Een iteratie van het proces dat is gepland door het in België gevestigde energiebedrijf TES, stelt voor om NET Power-technologie te integreren in een complexe keten van energieopslag en -opwekking om op waterstof gebaseerde elektriciteit te leveren. “De NET Power-technologie past perfect bij het voorgestelde systeem”, zegt Jens Schmidt, Chief Technology Officer van TES.

Een ander voorgesteld project in Louisiana zou de technologie van NET Power gebruiken om verschillende producten te produceren, waaronder waterstof, zuurstof en stikstof. Het staat bekend als G2 Net-Zero en zou ook een exportterminal voor vloeibaar aardgas of LNG omvatten. Charles E. Roemer IV, de voorzitter van het bedrijf, zei dat hoewel er aan de kust van Louisiana veel LNG-exportterminals gepland of in aanbouw zijn, de bouw van een zuiveringsinstallatie een nieuw paradigma zou kunnen creëren.

De technologie heeft kritiek gekregen, vooral vanwege de afhankelijkheid van methaaninfrastructuur en de huidige beperkingen op koolstofopslag. Veel milieuactivisten zijn tegen LNG-terminals, grotendeels omdat ze het gebruik van fossiele brandstoffen uitbreiden; De Sierra Club richtte zich onlangs op degenen die gepland waren voor Cameron in het zuidwesten van Louisiana, waaronder G2 Net-Zero, met het argument dat ze ernstige milieuschade in het gebied zullen veroorzaken.

“Zolang een elektriciteitscentrale op methaangas draait, zal ze ons klimaat en onze gemeenschappen blijven schaden”, zegt Jeremy Fisher, senior adviseur voor strategisch onderzoek en ontwikkeling bij de Sierra Club. “Deze technologie zou niets doen om gezinnen te beschermen die met vervuiling leven door fracking-putten of die naast gevaarlijke gaspijpleidingen wonen, en het zou de enorme – en vaak ondergewaardeerde – hoeveelheid klimaatverwarmend methaan dat uit putten, pijpleidingen en … apparatuur lekt. ”

Onder verwijzing naar onderzoek waaruit bleek dat goede monitoring en snelle actie de methaanlekken aanzienlijk kunnen verminderen, zei de heer Roemer dat hij zou samenwerken met aardgasleveranciers die “zich hadden gecommitteerd aan het verminderen van de uitstoot”. Met betrekking tot het exporteren van LNG om elders te verbranden, zei hij dat iemand die zijn LNG ontvangt het in een andere NET-centrale kan verbranden en de uitstoot van broeikasgassen kan vermijden. “Ik ga mijn product verkopen aan mensen die zich inzetten voor dezelfde dingen als ik,” zei hij.

“Het probleem dat we proberen op te lossen, is schone, betaalbare energie in overvloed”, zei Roemer. ‘Ik begrijp niet hoe u tegen kunt zijn wat ik doe.’

Wanneer landen reguleren en het winstgevend maken om kooldioxide af te vangen en op te slaan, worden technologieën zoals die van NET Power nog aantrekkelijker. Maar hoewel het Intergouvernementeel Panel voor klimaatverandering herhaaldelijk heeft gewezen op het afvangen en opslaan van koolstof als onderdeel van de oplossing voor klimaatverandering, moeten de details nog worden uitgewerkt – en velen in de klimaatwetenschappelijke gemeenschap vervaardigen de technologie als een excuus om te blijven branden fossiele brandstoffen, geen bonafide poging tot decarbonisatie.

“Wat doe je met die CO2?” vroeg Michael Mann, klimaatwetenschapper aan de Penn State University. “Als het wordt gebruikt om de olieproductie te verbeteren, draagt ​​het nog steeds bij aan de problemen. Indien begraven, hoe veilig en permanent is het begraven?”

Voorstanders van de technologie merken op dat zonne- en windenergie eruitzagen als schoten lang voordat overheidsstimulansen hielpen bij het verfijnen van de technologieën en het verlagen van de kosten. Virginia Burkett, een senior wetenschapper bij de United States Geological Survey, zei dat koolstofvastlegging in diepe geologische formaties een ‘bewezen technologie’ is, en merkt op dat de National Academies of Science het in 2019 ‘klaar voor grootschalig gebruik’ noemden.

Julio Friedmann, een expert in koolstofverwijderingstechnologieën, noemde de technologie van NET Power “een ongelooflijk elegante oplossing voor een moeilijk probleem”. dr Friedmann, die als adviseur van het bedrijf werkte, zei echter dat succes op commerciële schaal niet zeker was.

“Ik heb veel discussies gehad met natuurkundigen die zeggen: ‘De natuurkunde is geregeld; de rest is pure techniek.’ Nou, de techniek is echt moeilijk. In theorie is er geen verschil tussen theorie en praktijk. In de praktijk is dat er wel”, zegt hij. “Het is nog steeds mogelijk dat ze falen – maar ik denk het niet.”

Leave a Comment