CN118139684A - 用于利用来自并行和下游过程的废物过剩能源来保持连续的二氧化碳捕获的***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了直接空气捕获(DAC)***和用于操作此类***的方法，此类***可以在来自各种间歇性可再生能源来源的电力下连续操作以去除大气中的二氧化碳，并且以来自并行工业过程的再循环或过剩能源作为补充。
Description
技术领域
本发明涉及从含有二氧化碳的气流中捕获二氧化碳，该气流通常来自一般的大气或来自特殊条件下的大气(诸如包括来自工业过程的废气的大气)。
背景技术
从空气中对二氧化碳的直接空气捕获(direct air capture，DAC)已被提议为解决人类引起的气候变化的一种方法。目前估计的全球大气中的二氧化碳含量为约百万分之420。预计到21世纪末，该比例将升至百万分之900左右。因此，DAC表示可用来减少温室气体(如二氧化碳)对环境的影响并且帮助全球向低碳经济转型的一系列技术之一。
典型的DAC***采用大量的空气(或其他条件下的气态大气)，这些空气作为进料流被泵送穿过含有从进料流去除二氧化碳的吸附剂物质的单元。随着时间的推移，吸附剂上充满了被捕获的二氧化碳。接着，在再生步骤中从吸附剂中提取在吸附剂中捕获的二氧化碳。再生可涉及热过程或化学过程，具体取决于被选择用于DAC的吸附剂材料类型。例如，胺官能化树脂可以作为有效的吸附剂，在高于80℃(通常高达120℃)的温度下再生。在再生时，所捕获的二氧化碳从吸附剂中释放出来，并且可用于制造可持续燃料、化学品，用于食品和饮料生产或者用于碳捕获和封存(CCS)，以便产生净负碳过程。输入到DAC***的能源可包括蒸汽形式的热能，以及用于吸收(使空气穿过DAC单元)和再生(从吸附剂中再生CO2)步骤的电能。
在DAC***中通常采用的工艺可能是资本、能源和资源密集型的，而在正常大气中二氧化碳浓度相对较低的情况会加剧这种情况。虽然对于当前的DAC设置而言每吨二氧化碳捕获的商业净成本正在降低，但仅通过规模经济和技术成熟来进一步降低实际运营成本是不可能的，除非DAC***可以通过低成本可再生能源获得长期可靠的供电。然而，风能和太阳能等现成的可再生能源只能间歇性地(即，当有风吹时或有阳光时)输出电力。非间歇性可再生能源诸如水力发电或地热能源受到极大限制，在许多缺乏适当的地理、基础设施或资源来支持大型水坝或地热能源项目建设的国家中无法获得。因此，期望提供能够减轻来自现成的可再生能源来源(诸如风能、太阳能PV、聚光太阳能或潮汐能)的间歇性电力供应源的DAC***和设置。
US-2008/0289495-A和WO-2008/144708-A1均描述了可以由太阳能收集***供电的DAC单元。太阳能可用于驱动将太阳能转换为热能的发电机，该热能继而可用于产生高压蒸汽，该高压蒸汽被馈送给涡轮机以产生用于DAC***的电力。太阳能收集***可以由源自化石燃料燃烧、废物焚烧、核能、生物质或地热源的其他能源供应源来补充。然而，由于DAC单元通常需要热量来再生吸附剂，因此使用来自源诸如化石燃料燃烧的废热来发电的效率不高。这也没有解决向DAC单元供应电能和热能形式的连续可再生能源的问题。太阳能是间歇性的，并且为了连续地操作DAC单元，需要能源储存单元来连续地向DAC单元供应电能和热能。
CN-108671703-A公开了一种基于胺的DAC***，其中源自可再生能源的电能储存在蓄电池中，该蓄电池用于为离心鼓风机提供电力，该离心鼓风机将气态进料流引导到吸附剂材料上方。然而，这没有解决向DAC单元供应DAC单元的连续操作，特别是吸附剂的再生所需的连续热能流的问题。
Breyer等人(Breyer,C.,Fasihi,M.&Aghahosseini,A.Carbon dioxide directair capture for effective climate change mitigation based on renewableelectricity:a new type of energy system sector coupling.Mitig Adapt StrategGlob Change 25,43–65(2020).https://doi.org/10.1007/s11027-019-9847-y)描述了一种***，其中DAC单元需要电力和约100℃的热量来捕获和再生CO2。热量由电压缩热泵提供。来自热泵的热量可以在被消耗前储存在热能储存器中。然而，电压缩热泵的出口流温度被限制在100℃，该出口流不是低压或高压蒸汽流。因此，热能储存仅限于储存温度低于或等于100℃的低等级热量，并且这只能向DAC单元供应100℃或更低的热量。它们无法用于将高于100℃的蒸汽供应给DAC单元。
CN-108786368-A描述了一种用于农业的温室***，其利用DAC***来增强温室内的二氧化碳大气。包括凹面镜的太阳能吸收设备用于产生蒸汽，该蒸汽继而用于DAC中吸附剂材料的再生。
DAC***通常被结合到工业工厂中，以便通过从含有二氧化碳的气流(诸如空气)捕获二氧化碳并且使用它们来生产产品或将它们封存来减少此类设施的碳足迹。通过利用由这些工厂产生的废热流，DAC***还可以潜在地受益于与工业工厂的整合。因此，当使用间歇性可再生能源来源(例如，风能或太阳能)为DAC单元供电时出现问题，因为这可导致DAC出现相当长的停机时间，而并行或下游过程继续全天候运行。先前对间歇性电力供应源问题的一种解决方案包括间歇性地运行DAC单元并且将CO2作为气体储存在缓冲罐中(参见US-10421913-B2)。这种方法增加了***的复杂性，并且没有解决DAC不连续操作的基本问题。
需要提供能够使用各种可再生能源来源来连续运行的改进的DAC***和过程。根据本文提供的公开内容，这些和其他目标将变得显而易见。
发明内容
本发明人提供了DAC***和用于操作此类***的方法，此类***可以在存在来自各种间歇性可再生能源来源的电力的情况下连续操作。本发明还将由其他并行或下游工业过程产生的过剩能源(可选地以低压蒸汽的形式)与DAC和能源储存单元组合，从而进行优化。多个实施方案是可能的，多个实施方案使用热量、蒸汽、电力或热水形式的能源来产生电力或蒸汽或两者，以供DAC单元连续操作以产生CO2用于利用目的。
因此，本发明在第一方面提供了一种用于从气态进料流中连续捕获二氧化碳的***，该***包括：用于接收、储存和连续释放能源的能源储存单元；以及DAC单元，
其中能源储存单元接收来自间歇性可再生能源来源的第一能源供应；以及第二能源供应，第二能源供应包括从并行或下游工业过程再循环的过剩能源。
在具体实施方案中，该***还包括蒸汽发生器，其中蒸汽发生器被构造成向DAC单元提供蒸汽供应，并且其中蒸汽发生器接收来自能源储存单元的能源，诸如电能。适当地，蒸汽供应可以是低压蒸汽和/或高压蒸汽。可选地，蒸汽发生器被包括在能源储存单元内。
在另一个实施方案中，由第一供应源和第二供应源中的任一者或两者提供的能源适当地为热能的形式。在本发明的实施方案中，热能为低压蒸汽的形式。另外，在本发明的其他实施方案中，热能也可以是但不限于高压蒸汽、热水、热油、熔盐、传热流体、热气流的形式。在另一个实施方案中，热能经由传热流体提供给能源储存单元。适当地，能源储存单元包括热储存介质。
在又一个实施方案中，该***还包括发电机，该发电机被构造成接收来自蒸汽发生器的高压蒸汽供应。在一个另选的实施方案中，该***还包括发电机，该电发生器被构造成接收来自下游或并行工业过程的高压蒸汽供应。
在另一实施方案中，由第二供应源提供的能源适当地为电能的形式。在本发明的另一个实施方案中，电能可以直接供应给DAC单元。
在又一个实施方案中，由可再生能源来源提供的能源是电能的形式，即电功率。因此，在具体实施方案中，能源储存单元还包括电储存单元。可选地，电储存单元与蒸汽发生器和/或DAC单元电连接。
本发明的第二方面提供了一种用于从气态进料流中连续捕获二氧化碳的方法，其中该方法包括提供第一可再生能源来源与至少第二能源来源的组合，第二能源来源包括从并行或下游工业过程再循环的过剩能源，以便向DAC单元提供连续操作功率源。可选地，可再生能源来源选自由以下各项组成的组中的一种或多种：太阳热能；太阳能光伏发电；风能；地热；波浪；以及潮汐。在一个具体实施方案中，气态进料流包括大气空气和/或含有二氧化碳的废气。
在本申请的范围内，明确旨在在前述段落、权利要求和/或以下描述和附图中阐述的各个方面、实施方案、示例和另选方案，并且特别是其各个特征，可以独立地或以任何组合的方式采用。即，任何描述的实施方案的所有实施方案和/或特征可以以任何方式和/或组合与其他实施方案组合，除非此类特征不兼容。
附图说明
图1示出了根据本发明实施方案的连续操作***的示意图。
图2示出了根据本发明另一个实施方案的连续操作***的示意图。
图3示出了根据本发明又一个实施方案的连续操作***的示意图。
图4示出了根据本发明再一个实施方案的连续操作***的示意图。
图5示出了根据本发明又一个实施方案的连续操作***的示意图。
图6示出了根据本发明再一个实施方案的连续操作***的示意图。
具体实施方式
一般来讲，本发明提供了包括DAC单元的***，该DAC单元用于用吸附剂材料从气态进料流中捕获二氧化碳，以及用于使用来自至少一个初级能源来源和次级能源来源的能源来再生所述吸附剂，该初级能源来源由间歇性可再生能源组成，该次级能源来源包括来自并行操作的工业过程的过剩或再循环的过程能源。本发明的***还包括用于接收、储存和释放来自这些组合源的能源的能源储存单元，从而使得DAC单元能够例如在整个昼/夜循环中以及在一年中的所有时间连续操作。因此，术语“连续地”旨在表示基本上没有中断。然而，应当理解，可能需要发生日常维护或修理的中断，然而，本发明的***和过程旨在促进DAC***的基本上连续的操作，而不管其最终依赖的可再生能源/电源的性质如何。在该布置中，次级能源来源补充并且补偿了初级可再生能源供应源的间歇性，但不需要经由消耗燃料(例如，化石燃料)来生成附加的能源。因此，非常有利的是，本发明的***和方法允许DAC以最少的停机时间连续操作。
为了促进对本发明原理的理解，现在将参考在附图中示出的实施方案，这些实施方案将在下面更详细地描述。本文所公开的实施方案并非旨在穷举或将本发明限制于以下详细描述中所公开的精确形式。本发明包括对所示出的设备和所描述的方法的任何改变和进一步修改以及权利要求中阐述的本发明原理的进一步应用。
图1示出了根据本发明第一实施方案的DAC***和过程100。可再生能源来源(未示出)向***100提供初级电力来源120。电力供应源120的一部分被引导至电池储存装置190，诸如电池或电能电池。储存单元190可以提供电源121，该电源可以在***100作为DAC单元150的整体或主要部分的操作中使用。电力供应源120的另一部分被引导至包括热储存介质的能源储存单元140。能源储存单元140的初级供应源由附加的次级过程能源来源122来补充，该附加的次级过程能源来源源自与并行工业处理装置和***的耦合，该并行工业处理装置和***产生过剩或废物能源，适当地为热能的形式，诸如包含在蒸汽或其他加热的流体内。作为非限制性示例，过剩的热能可以由共置过程产生，例如反向水煤气变换、甲烷化、甲醇生产、费-托工艺、天然气液化、再气化、热解、原油精炼、化学品制造、氢电解槽(低温和高温)和合成气电解槽(特别是高温)。然而，应当理解，当前描述的过程与任何广泛放热的工业或生物技术过程的共置适合于提供过程衍生的热能的次级供应。另选地，次级能源供应还可以为电能的形式。
能源储存单元140可包括热量储存介质，诸如熔盐和/或热交换器。能源储存单元140可以使用直接或间接的热交换方法。例如，如果可再生能源来源包括太阳能光伏装置或风能或潮汐装置，则电力供应源120为电能的形式。这种电能可以通过例如直接或间接的热交换方法进一步转化成热能。热能还储存在合适的介质中，该介质包括传热流体(HTF)，例如导热油(矿物油或合成油)，或者与液体熔盐或粉末状填充床盐结合的水。液相储存材料通常用于所谓的“主动热能储存”***，其中储存材料通过热交换器和收集器循环。
如在本发明的实施方案中的任何一个实施方案中使用的能源储存单元140、240、340、441、640可包括电极层，该电极层包括具有在500Ωm至50,000Ωm范围内的电阻率的半导体材料的粉末床。多个电极被嵌入粉末床中并且被布置成通过在该两者之间提供电压来加热粉末床。半导体材料可以例如包括碳化硅(SiC)，任选地掺杂有适量的氮、磷、铍、硼、铝或镓以获得期望的电阻率。掺杂的碳化硅具有用于能源储存单元140、240、340、441、640的电极层中的优异的电性能和热性能(关于传导性能和储存容量方面)。这种掺杂的碳化硅可以例如具有约1,000Ωm的电阻率，以用于中间输电网供电电压。由于碳化硅的批量生产中存在杂质，因此未掺杂的碳化硅也可适合用作粉末床的主要成分。例如，电阻率高达50,000Ωm的未掺杂碳化硅可用于高输电网供电电压。
粉末床的电阻率不仅取决于所使用粉末床颗粒的材料，还取决于例如颗粒尺寸、颗粒形状和颗粒之间的间距。优选地以这样的方式选择粉末床的电阻率，使得能源储存单元140、240、340、441、640可以直接连接到电能供应源，诸如风力发电场、太阳能发电场或潮汐坝，而无需使用任何变压器来最先将电源的高电压转换成可用于加热电极之间的导电介质的低得多的电压。这种与间歇性电源的直接连接允许所选择的半导体材料同时实现能源转换和能源储存的功能，从而显著降低成本。
能源储存单元140、240、340、441、640可包括热交换***，该热交换***能够通过锅炉加热所供应的水并且产生高压(HP)蒸汽以及低压(LP)蒸汽的输出。在本***中，高压蒸汽通常被认为是压力超过500kPa(约72.5psi)的蒸汽，而低压蒸汽的压力小于约500kPa。高压蒸汽管线将蒸汽引导至蒸汽涡轮机，诸如背压式涡轮机，用于生成可用于***操作的电力，例如用于叶轮(诸如风扇)的操作，叶轮控制气态大气(诸如空气)被吸入DAC单元。可从涡轮机排出的低压蒸汽可经由低压蒸汽管线被引导至DAC单元，如在下面的具体实施方案中进一步描述的。在另选的实施方案中，可以使用冷凝式涡轮机，其中所排出的蒸汽替代地被引导至冷凝器以允许收集水。因此，通过能源储存单元140、240、340、441、640提供的电力可以补充由可再生能源来源提供的间歇性电力供应源。
返回图1中阐述的实施方案，一个或多个低压蒸汽管线170提供用于能源储存单元140与DAC单元150之间的流体连通的导管。产生低压蒸汽并且用于DAC单元150内的吸附剂材料的再生。当DAC单元150内的吸附剂材料再生时，二氧化碳(CO2)被释放并且经由二氧化碳导管160输送出DAC单元150，其中二氧化碳可以在一系列工业/农业过程中被利用或者根据需要被储存或隔离。剩余的蒸汽或水可被排放或再循环至能源储存单元140。
图2示出了根据本发明第二实施方案的DAC***和过程200。可再生能源(未示出)向***200供应电力220。电力220的一部分作为初级供应源被引导至包括热储存介质的能源储存单元240。能源储存单元240的初级供应源由附加的次级过程能源来源222补充，该附加的次级过程能源来源源自与并行工业处理装置或***的耦合，该并行工业处理装置或***产生过剩或废物能源，适当地为热能的形式，例如包含在蒸汽或其他加热的流体内。次级能源供应源还可以为电能的形式。能源储存单元240可包括热量储存介质诸如熔盐和/或热交换器，如先前所述。
能源储存单元240包括热交换***，该热交换***能够通过锅炉加热所供应的水并且产生高压(HP)蒸汽以及低压(LP)蒸汽的输出。在本***中，高压蒸汽通常被认为是压力超过500kPa(约72.5psi)的蒸汽，而低压蒸汽的压力小于约500kPa。高压蒸汽管线280将蒸汽引导至背压式蒸汽涡轮机290以生成电力221，电力可用于***200的操作，例如用于叶轮(诸如风扇)的操作，叶轮控制气态大气(诸如空气230)被吸入DAC单元250。可从涡轮机290排出的低压蒸汽可经由低压蒸汽管线270被引导至DAC单元，如下文进一步所述。因此，通过能源储存单元240提供的电力221可以补充或替代可选的外部电源220，例如由间歇性可再生电源提供。
一个或多个低压蒸汽管线270提供用于能源储存单元240与DAC单元250之间的流体连通的导管(任选地经由涡轮机290)。低压蒸汽用于DAC单元250内的吸附剂材料的再生。当DAC单元250内的吸附剂材料再生时，二氧化碳被释放并且经由二氧化碳导管260输送出DAC单元250，其中二氧化碳可在一系列工业/农业过程中被利用或者根据需要被储存或隔离。剩余的蒸汽或水可被排放或再循环至能源储存单元240。
图3示出了本发明的***和过程的第三实施方案300，其类似于图1中描述和示出的过程。在图3的***300中，可再生能源来源(未示出)向***300提供初级电力来源320。电力供应源320的一部分被引导至电池储存装置390，诸如电池或电能电池。储存单元390可以提供电源321，该电源可以在***300作为DAC单元350的整体或主要部分的操作中使用。电力供应源320的另一部分被引导至包括热储存介质的能源储存单元340。能源储存单元340的初级供应源由附加的次级过程能源来源322补充，该附加的次级过程能源来源源自与并行工业处理装置和***的耦合，该并行工业处理装置和***产生过剩或废物能源，适当地为热能的形式，例如包含在蒸汽或其他加热的流体内。可以例如通过工作流体传送的热能形式的过程能源322被引入热量至电力单元380，例如将热能转换成电能的涡轮机。来自单元380的电力可被供应给DAC 350以进一步补充间歇性供应320。可选地，来自单元380的剩余电力321还可以储存在能源储存单元340中。
图4示出了图3中所示的先前实施方案的另选配置。在图4的***400中，可再生能源来源(未示出)向***400提供初级电力来源。电力供应源423的一部分被引导至包括热储存介质的能源储存单元441。能源储存单元441的初级供应源423由高压蒸汽形式的附加的次级过程能源来源补充，该附加的次级过程能源来源源自与如先前所述的并行工业处理装置和***的耦合。过程蒸汽经由蒸汽管线424输送至涡轮机490。涡轮机490可以为背压式涡轮机的形式，其中低压排出蒸汽经由管线472排放到DAC 450以用于吸附剂再生。另选地，可以使用冷凝式涡轮机，其中排出水和低压蒸汽并且捕获水以用于其他过程(未示出)。由涡轮机490产生的电力可被供应给DAC 450以进一步补充间歇性电力供应源422。可选地，来自涡轮机490的剩余电力421还可以储存在能源储存单元441中。能源储存单元441可产生低压蒸汽470以供应给DAC，如先前所述。另外，高压蒸汽471可以由能源储存单元441产生并且根据需要被传送到涡轮机490以用于附加的发电。
图5示出了本发明的***和方法500的另一个实施方案，其中可再生能源来源(未示出)向***500供应电力520。电力供应源520的一部分还可以用于向DAC单元550供电，DAC单元从气态大气(诸如空气530)的进料流中去除二氧化碳。然而，如先前实施方案中所描述的，该电力供应源520可经受中断。电力供应源520的一部分被引导至电储存单元591。当来自可再生能源来源的电力供应源520中断时，电储存单元591可供应电力521，该电力可在***500作为整体或简单地在DAC单元550的操作中使用。
电力522还可以由电储存单元591供应给电动水锅炉(即，电锅炉)541(例如浸没式加热器)以产生低压蒸汽。低压蒸汽管线570提供用于锅炉541和DAC单元550之间的流体连通的导管。这允许低压蒸汽用于DAC单元550内的吸附剂材料的再生。当DAC单元550内的吸附剂材料再生时，二氧化碳被释放并且经由二氧化碳导管560输送出DAC单元550。来自水锅炉541的蒸汽可以补充有源自与如前所述的并行工业处理装置和***的耦合的蒸汽。过程蒸汽经由蒸汽管线523传送到DAC 550。如前所述，剩余的水或蒸汽可根据需要在***500内排出或再循环。
在本发明的另一个实施方案中，如图6所示，初级可再生能源来源(未示出)向***600供应电力620。电力供应源620的一部分还可以用于向DAC单元650供电。然而，如先前实施方案中所描述的，该电力供应源620可经受中断。电力供应源620的一部分被引导至包括热储存介质的能源储存单元640，如前所述。***600的初级供应源620可以由附加的次级过程电力来源621补充，该附加的次级过程电力来源源自与如前所述的并行工业处理装置和***耦合的能源。一个或多个低压蒸汽管线670提供用于能源储存单元640与DAC单元650之间的流体连通的导管。低压蒸汽由能源储存单元640产生并且用于DAC单元650内的吸附剂材料的再生。当DAC单元650内的吸附剂材料再生时，二氧化碳(CO2)被释放并且经由二氧化碳导管660输送出DAC单元650。由能源储存单元640产生的低压蒸汽可以用附加的过程蒸汽623补充，该附加的过程蒸汽被引导至DAC 650，或者可选地被路由到能源储存单元640。
如本文所述的本发明的***的具体优点在于，它们提供电力和蒸汽补偿以补充常规DAC***中的周期性容量损失。因此，本文所述的本发明的实施方案不仅允许DAC单元在不间断的电源方面的连续操作，而且允许不间断的吸附剂再生。这消除了为响应电力可用性和需求而增加或减少***的要求。
在本发明的具体实施方案中，本文所述的***可包括一个或多个控制单元，该一个或多个控制单元监测电力供应源并且在由能源/热量储存单元提供的电力的汲取与可以由间歇性电力供应源提供的到DAC单元的直接电源之间提供平衡功能。***控制单元可包括一个或多个计算机(例如，CPU)，该一个或多个计算机与***的各种部件直接电通信，或者经由远程遥测(例如，经由基于云的远程监测***)监测***。
在以下非限制性实施方案中进一步举例说明本发明。
实施例
以下实施例涉及如在本公开的不同实施方案中所解释的建模***和过程。表1示出了在特定位置处的示例性DAC单元的假设规格。
表1：
| CO2捕获率 | 100吨/小时 |
| 热能需求 | 300MW |
| 电能需求 | 40MW |
| DAC单元的期望运行时间 | 24小时/天 |
需要可再生能源来为DAC单元供电。所选择的位置假定全年每天8小时有恒定的太阳辐射曲线。太阳能光伏阵列用于以电能形式向DAC单元提供可再生能源。需要储存单元每天向DAC单元提供16小时的热能和电能，以保持DAC单元连续运行。另外，下游工业过程可提供额定100MW的连续热能流，供***使用。
由于DAC单元需要热能和电能两者，可再生电能的一部分被转换为热能。该热能以热储存的形式储存，如本公开的实施方案中所描述的。其余电能按原样储存在电能储存单元中。来自下游过程的连续热能流由DAC单元直接使用。表2示出了不同储存单元的假设效率，包括电能到热能的转换。
表2：
| 热量储存单元的效率 | 100％ |
| 电储存单元的效率 | 90％ |
| 电能转换为热能的效率 | 99％ |
表3示出了根据表1和表2中的假设，DAC单元连续运行所需的太阳能光伏阵列的估计大小以及电和热储存单元的大小。
表3：
| 所需的总储存时间 | 16小时/天 |
| DAC单元所需的电能 | 40MW |
| 电能储存单元放电容量 | 40MW |
| 电能储存单元大小 | 640MWh |
| 储存单元所需的电能 | 89MW |
| 满足DAC电能需求所需的总电能 | 129MW |
| DAC单元所需的热能 | 300MW |
| 可从下游过程获得的热能 | 100MW |
| DAC单元所需的净热能 | 200MW |
| 热能储存单元放电容量 | 200MW |
| 热能储存单元大小 | 3200MWh |
| 满足DAC热能需求所需的总热能 | 600MW |
| 满足DAC热能需求所需的总电能 | 606MW |
| 太阳能光伏阵列的总大小 | 735MW |
因此，为了使具有如表1中规定的能源要求的DAC单元仅利用可再生电力以及来自下游过程的恒定热能流连续操作，需要735MW的太阳能光伏阵列以及电能和热能储存单元，该DAC单元位于指定的位置。热能储存单元的大小为606MW，并且电能单元的大小为129MW。利用废物过程能源可显著降低维持DAC***连续运行所需的可再生能源供应。这还提高了整个***的稳健性以及对可再生电力长时间中断或降级(例如太阳能光伏发电的长时间阴天条件或风力发电的少风条件)时的恢复能力。
Claims (12)
1.一种用于从气态进料流中连续捕获二氧化碳的***，所述***包括：
能源储存单元，所述能源储存单元用于接收、储存和连续地释放能源；以及
DAC单元，
其中所述能源储存单元接收来自间歇性可再生能源来源的第一能源供应和包括从并行或下游工业过程再循环的过剩能源的第二能源供应；
蒸汽发生器，其中所述蒸汽发生器被构造成向所述DAC单元提供蒸汽供应，并且其中所述蒸汽发生器接收来自所述能源储存单元的能源；并且其中所述蒸汽发生器被包括在所述能源储存单元内；并且
其中所述能源储存单元包括热储存介质。
2.根据权利要求1所述的***，其中蒸汽供应为低压蒸汽和/或高压蒸汽。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的***，其中所述***还包括发电机，所述发电机被构造成接收来自所述蒸汽发生器的高压蒸汽供应。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的***，其中由所述可再生能源来源提供的所述能源是电能的形式。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的***，其中所述***还包括电储存单元。
6.根据权利要求5所述的***，其中所述电储存单元与所述蒸汽发生器和/或所述DAC单元电连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的***，其中所述电能在储存在所述能源储存单元内之前被转换为热能。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的***，其中第二能源供应是热能的形式。
9.根据权利要求8所述的***，其中所述热能包含在蒸汽内。
10.根据权利要求9所述的***，其中所述蒸汽另外直接提供给所述DAC。
11.一种用于从包含大气和/或含有二氧化碳的废气的气态进料流中连续捕获二氧化碳的方法，其中所述方法包括向根据权利要求1至13中任一项所述的***提供第一可再生能源来源与至少第二能源来源的组合，所述第二能源来源包含从并行或下游工业过程再循环的过剩能源，以及操作所述***。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述可再生能源来源选自由以下各项组成的组中的一种或多种：太阳热能；太阳能光伏发电；风能；地热；波浪和潮汐。
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