Teknologi sel bahan bakar karbonat mutakhir dalam tangkapan dan penyimpanan karbon

Kemitraan ExxonMobil dan FuelCell Energy, Inc.

Selama tiga dekade, ExxonMobil telah menjadi pemimpin dalam aplikasi tangkapan dan penyimpanan karbon. Pada 2017, ExxonMobil menangkap 6,6 juta metrik ton CO2 untuk disimpan - setara dengan menghilangkan emisi gas rumah kaca tahunan lebih dari 1 juta kendaraan penumpang.

Peluang terbesar untuk pengerahan CCS skala besar di masa depan mungkin ada di sektor pembangkit listrik gas alam, karena menangkap CO2 dari pembangkit listrik berbahan bakar batu bara kira-kira dua kali lebih mahal. Pada 2016, ExxonMobil mengumumkan kemitraan dengan FuelCell Energy, Inc. untuk memajukan teknologi baru yang secara substansial dapat meningkatkan efisiensi, efektivitas, dan keterjangkauan CCS untuk pembangkit listrik berbahan bakar gas alam skala besar.

Penelitian kami menunjukkan bahwa dengan menerapkan teknologi baru ini, lebih dari 90 persen emisi karbon dioksida dari pembangkit listrik berbahan bakar gas alam dapat ditangkap.

Teknologi sel bahan bakar karbonat: efisiensi yang lebih baik, daya lebih besar dan lebih sedikit karbon dioksida

Para ilmuwan di ExxonMobil and FuelCell Energy, Inc. bersama-sama mengupayakan teknologi baru yang dapat mengurangi biaya yang terkait dengan proses CCS saat ini dengan meningkatkan jumlah listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik sekaligus memberikan pengurangan signifikan emisi karbon dioksida. Sel bahan bakar karbonat merupakan bagian utama dari upaya ini.

Tes laboratorium menunjukkan bahwa menerapkan sel bahan bakar karbonat untuk pembangkitan listrik berbahan bakar gas alam dapat menangkap karbon dioksida lebih efisien daripada teknologi CCS konvensional saat ini. Sebenarnya, penelitian kami menunjukkan bahwa dengan menerapkan teknologi baru ini, lebih dari 90 persen emisi karbon dioksida dari pembangkit listrik berbahan bakar gas alam dapat ditangkap.

Selama proses tangkapan karbon konvensional, bahan kimia bereaksi dengan karbon dioksida untuk mengekstraknya dari saluran buang pembangkit listrik. Selanjutkan diperlukan uap untuk melepaskan karbon dioksida dari bahan kimia — uap yang seharusnya digunakan untuk menggerakkan turbin. Efeknya adalah mengurangi jumlah daya listrik yang dapat dibangkitkan oleh turbin.

Menggunakan sel bahan bakar untuk menangkap karbon dioksida dari pembangkit listrik dapat menghasilkan pemisahan karbon dioksida yang lebih efisien dari saluran buang pembangkit listrik dengan peningkatan output listrik. Saluran buang pembangkit listrik diarahkan ke sel bahan bakar, menggantikan udara yang biasanya digunakan bersama-sama dengan gas alam selama proses pembangkitan listrik berbahan bakar sel bahan bakar. Saat sel bahan bakar membangkitkan listrik, karbon dioksida menjadi lebih terkonsentrasi, memungkinkannya lebih mudah ditangkap dari saluran buang sel dan disimpan. 

Penelitian ExxonMobil menunjukkan bahwa pembangkit listrik 500 megawatt (MW) pada umumnya yang menggunakan sel bahan bakar karbonat mungkin dapat membangkitkan daya tambahan 120 MW, sementara teknologi CCS saat ini benar-benar mengonsumsi daya sekitar 50 MW.

Langkah-Langkah selanjutnya dalam pengembangan teknologi sel bahan bakar

ExxonMobil telah menilai sejumlah teknologi tangkapan karbon selama bertahun-tahun dan percaya bahwa teknologi sel bahan bakar karbonat menawarkan potensi besar. Kemampuan teknologi telah diuji di laboratorium, dan data dari simulasi tersebut saat ini sedang dianalisis. Pengembangan lebih lanjut akan melibatkan pemeriksaan yang lebih rinci dari setiap komponen sistem dan optimalisasi sistem secara keseluruhan.

Ruang lingkup perjanjian antara ExxonMobil dan FuelCell Energy, Inc. awalnya akan fokus pada pemahaman yang lebih baik tentang ilmu dasar di balik sel bahan bakar karbonat dan cara meningkatkan efisiensi dalam memisahkan dan memekatkan karbon dioksida dari saluran buang turbin listrik berbahan bakar gas alam.