2020年10月28日，美国能源部（DOE）宣布在“煤炭优先”（Coal FIRST）计划框架下资助8000万美元^[1]，支持4个先进零碳发电概念设计开发和系统集成项目。此次资助的项目将探索以煤炭、生物质、天然气等为原料的下一代净零排放发电技术，以及结合碳捕集、利用和封存（CCUS）技术生产氢气。项目将完成概念的设计开发、主场地评估和环境信息数据、投资案例分析以及工程规模原型的系统集成设计。

1、配备碳捕集的先进加压流化床燃烧发电系统的设计开发和系统集成设计

该项目将设计一个先进燃煤电厂，在未来5~10年内通过示范并在2030年前开始投入市场。该项目将使用加压流化床燃烧（PFBC）技术完成300兆瓦先进燃煤电厂的概念设计和预前端工程设计（pre-FEED）研究，目标是完成先进PFBC电厂的开发设计，为后续建造原型电厂提供设计、选址、环境因素、二氧化碳处置策略和成本等信息。

2、混合燃气轮机和超超临界燃煤锅炉概念（HGCC）的发电厂前端工程设计，配备燃烧后碳捕集和储能系统

该项目将完成HGCC概念的系统集成设计研究，该系统将配备符合“Coal FIRST”计划要求的燃烧后碳捕集和储能系统，通过将电厂和组件设计改进、现场储能、提高燃料效率带来的环境收益和CCUS相结合，构建先进的现代化电厂，以灵活适应电网波动性可再生能源的增长。该系统将包含如下子系统：最先进的270兆瓦超超临界燃煤锅炉、87兆瓦天然气燃气轮机、50兆瓦储能、燃烧后碳捕集以及基于藻类的二氧化碳利用系统。

3、先进煤/生物质气化发电及制氢系统

该项目将进行系统集成设计，该系统将结合吹氧气化、水煤气变换、燃烧前碳捕集和变压吸附，利用煤/生物质混合物产生高纯氢气和可发电的燃料废气，发电机功率达到50兆瓦，氢气产量为8500千克/小时，并实现净零排放。该项目将从内布拉斯加州的两个厂址选取，当地已经进行了碳驱提高石油采收率（EOR）和碳封存潜力的研究，且具有低碳电力和氢气需求。生物质原料将采用当地丰富的玉米秸秆。

4、负排放制氢技术示范

该项目将重新开发现有位于印第安纳州西特雷霍特市的煤气化电厂，将其改造为基于气化技术、燃料灵活的负碳排放发电和无碳氢联产。该电厂将现有气化设施与生物质（木质生物质和/或农业残留物）共同燃烧，实现负排放，同时产生氢气。二氧化碳将被捕集并封存在附近已经验证适合封存的深层盐穴中。                             （岳芳）