雖然燃燒天然氣所釋放的二氧化碳約燃燒煤的一半,但仍然產(chǎn)生大量的溫室氣體,由太平洋西北國家實驗室(Pacific Northwest National Laboratory, PNNL)所研發(fā)的新設(shè)備,使用來自太陽的熱能將天然氣轉(zhuǎn)換成一種替代燃料─合成氣,可減少二氧化碳排放量達20%。
這個方法并解決了太陽能板因天氣因素與一天中時間的關(guān)系,所導(dǎo)自的間歇性問題。從此新設(shè)備產(chǎn)生的燃料可以儲存起來,并且能夠在任何時刻提供穩(wěn)定的電力。研究人員的目標(biāo)是希望讓此設(shè)備生產(chǎn)每千瓦小時6美分的電力,此價格在石化燃料中具有競爭力。
該設(shè)備采用拋物面來集中陽光、產(chǎn)生熱,熱能把水加熱產(chǎn)生蒸汽,此蒸汽用在石油精煉和其他工業(yè)生產(chǎn)過程中,稱為蒸汽轉(zhuǎn)化。在蒸汽轉(zhuǎn)化過程中,蒸汽與天然氣中主要的成分甲烷進行反應(yīng),形成合成氣。
合成氣可以在天然氣發(fā)電廠中燃燒,產(chǎn)生電力。合成氣也可以經(jīng)由處理,產(chǎn)生液體燃料,像柴油,減少石油進口量,但這么做對于碳排放量的減少仍須做更進一步的研究,部分原因是在合成氣轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程中所釋放的二氧化碳。
另一種新技術(shù)是使用蒸汽集中太陽光直接通過蒸汽渦輪機產(chǎn)生電力。在這樣的系統(tǒng)中,熱量可以通過加熱熔融的鹽儲存起來,并在太陽下山后產(chǎn)生蒸汽。PNNL的領(lǐng)導(dǎo)人Robert Wegeng說,合成氣可以根據(jù)何者較具經(jīng)濟效益,產(chǎn)生電力或液體燃料。
以合成氣的方式產(chǎn)生能量比從太陽能電板的方式更有效率,第一部原型機儲存63%從太陽能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能的能量。而在發(fā)電廠燃燒燃料將使一半的能量因產(chǎn)生熱而浪費掉,導(dǎo)致整體的效率降到30%,但仍比典型的太陽能發(fā)電效率高出一倍。整體來說,在不久的未來,以合成氣的方式儲存太陽能會較一般電池儲存方式花費更低。
然而,若與化石燃料競爭,目前這個系統(tǒng)仍然過于昂貴。為了降低成本,研究員持續(xù)改善它的效率,讓每臺設(shè)備能產(chǎn)生的燃料提高。他們也在操作過程中將溫度提高,改善機臺所制造出的原料品質(zhì),此外也改善系統(tǒng)在燃油傳入時預(yù)熱的性能。