太阳能助力天然气发电站

美国研究人员正在开发一种系统，可以提高燃气发电厂的效率，同时减少温室气体排放。该装置利用太阳能将甲烷转化为能量更丰富的合成气，从而使发电厂在生产同样数量的电力时少使用20%左右的天然气。

美国能源部太平洋西北国家实验室(PNNL)的研究小组，2011年首次开发了原型系统，太阳能到化学能的转换效率超过60%。现在，他们正在对该系统进行调整，希望能在商业规模上推广，以改造现有的工厂。

该系统采用甲烷蒸汽重整过程，采用镜面抛物面盘，将太阳能集中到一个紧凑的4英尺乘2英尺的设备。这包括一个反应堆，微通道热交换器，控制器，传感器和绝缘。

太阳能聚光器产生的高温推动蒸汽和甲烷在微通道内流动，形成合成气——一氧化碳和氢气的混合物。铑催化剂降低了活化能，加快了反应速度。

“我们的系统使用高效的微通道热交换器来有效地从产品流中回收热量，用它来预热反应物，”说鲍勃Wegeng他是该项目的负责人。“这使得太阳能可以优先用于驱动产生合成气的化学反应，并提供一个高效的整体过程。”

“太阳能重整与微通道热交换器的结合可能是一种新的方法，”评论道奥尔多·斯坦因费尔德他在苏黎世的瑞士联邦理工学院研究可再生能源。“效率是太阳能反应堆性能的一个很好的指标，对该过程的经济性有直接影响。”他们正在开发新的、更高效的系统，这很棒。”

他说，我们相信，我们可能可以将系统效率提高到70%，甚至74-75%。该团队的目标是用太阳能蒸汽重整器发电，成本不超过6美分/千瓦时。这将使太阳能-天然气混合发电厂在经济上具有与传统发电厂相比的竞争力。

由于该系统的所有元素都是模块化的，并且可大规模生产，Wegeng希望在接受合理阳光直射的地区实施和改造现有发电厂。他还设想了进一步的应用，包括燃烧天然气以产生工艺热的制造设施，以及将合成气用于其他目的的加工设施，如生产合成运输燃料。