Zdaniem naukowców z Massachusetts Institute of Technology nie opracowano do tej pory jednej uniwersalnej metody ograniczania emisji dwutlenku węgla w procesie spalania węgla. Z raportu sporządzonego przez MIT wynika, że najskuteczniejszym sposobem na czystą produkcję energii z wykorzystaniem węgla jest dobór właściwej technologii, która będzie uwzględniała lokalne uwarunkowania, a decydującym czynnikiem w wyborze odpowiedniej technologii powinien być rodzaj spalanego węgla.
Twórcy raportu zauważają, że można zredukować emisję CO2 np. za pomocą technologii IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) w przypadku spełnienia określonych warunków dotyczących jakości paliwa. Ich zdaniem elektrownie IGCC mogą być rzeczywiście najskuteczniejszą i najbardziej opłacalną metodą produkcji energii z węgla z niewielką emisją CO2, ale tylko pod warunkiem, że będą opalane węglem wysokokalorycznym. Tymczasem na całym świecie występuje węgiel różnego rodzaju i właśnie w zależności od rodzaju spalanego węgla powinno się zdaniem naukowców dobierać odpowiedni proces przechwytywania i sekwestracji CO2.
CO2 emitowany przez elektrownie IGCC jest bardziej stężony niż w przypadku klasycznych elektrowni opalanych węglem, dlatego proces przechwytywania go powinien być w takiej elektrowni tańszy. Większe stężenie CO2 spowodowane jest zastosowaniem gazyfikacji węgla. Dodatkowa zaleta technologii IGCC to skuteczniejsze przechwytywanie zanieczyszczeń takich jak siarczany. Opłacalność tego rozwiązania zależy jednak od kaloryczności węgla.
Jako przykład badacze z MIT podają elektrownię IGCC opalaną niskokalorycznym węglem brunatnym pochodzącym z Teksasu. Koszt wybudowania takiej elektrowni jest o 37% większy od kosztu budowy elektrowni opalanej węglem wysokokalorycznym (Pittsburgh #8), a jej sprawność jest mniejsza o 24%. Dla porównania koszt budowy zwykłej elektrowni opalanej węglem niskokalorycznym także byłby większy niż elektrowni opalanej węglem wysokokalorycznym, ale tylko o 24%. Spadek sprawności takiej elektrowni byłby również mniejszy niż elektrowni IGCC (10%). Większe koszty przechwytywania CO2 w klasycznej elektrowni można zrekompensować spalaniem węgla o niskiej jakości.
Zdaniem autorów raportu na obszarach, gdzie występuje węgiel niskokaloryczny, będą się lepiej sprawdzać elektrownie na pył węglowy, zwłaszcza nowe ultranadkrytyczne elektrownie, w których turbiny napędzane są parą o bardzo wysokiej temperaturze. Takie elektrownie mają o 13% większą sprawność niż elektrownie IGCC, co przekłada się na mniejsze zużycie węgla do produkcji określonej ilości energii, a w konsekwencji mniejszą emisję CO2.
Naukowcy zwracają również uwagę na zupełnie nową technologię konwersji energetycznej węgla, tzw. chemical looping. To możliwość efektywnego wykorzystania światowych zasobów węgla do produkcji energii z jednoczesnym ograniczeniem emisji szkodliwych gazów. Istota tej technologii polega na reakcji pyłu węglowego z cząsteczkami tlenków metalu takimi jak rdza. W wyniku reakcji powstaje metal (np. żelazo) oraz dwutlenek węgla. Tak otrzymany CO2 może zostać sprężony, a następnie poddany procesowi sekwestracji. Żelazo natomiast zostaje poddane działaniu pary, czego efektem jest wytworzenie ciepła i ponowne utlenienie, a także uwolnienie wodoru, który może zostać wykorzystany np. w ogniwach paliwowych do produkcji energii elektrycznej.
Pełna treść raportu na web.mit.edu/coal
