Una centrale elettrica a carbone a ciclo combinato con gassificazione integrata del carbone (IGCC) è una centrale elettrica in cui il carbone viene prima convertito in un gas grezzo combustibile in un impianto di gassificazione.
Esistono vari processi di gassificazione per la gassificazione del carbone. Per le centrali IGCC, la gassificazione a flusso trasc inato e la gassificazione a letto fluido sono particolarmente adatte.
Il gas grezzo della gassificazione del carbone, noto anche come gas di sintesi, è costituito principalmente da monossido di carbonio (CO), idrogeno (H2) e anidride carbonica (CO2). Altri componenti sono gli inquinanti legati al carburante, noti anche come sostanze di accompagnamento, che devono essere rimossi in un impianto di trattamento dei gas.
Dopo la pulizia, il gas di sintesi viene utilizzato in un processo combinato di gas e vapore per generare elettricità.
Se è prevista la separazione di CO2, o l'idrogeno è il prodotto target, il monossido di carbonio del gas di sintesi deve essere convertito cataliticamente inCO2 e H2 con vapore in una fase di processo a monte, la reazione di CO shift.
Per laseparazione della CO2 dal gas di sintesi, sono adatti processi di assorbimento fisico come il rectisol scrubbing, il selexol scr ubbing o il purisol scrubbing. Tuttavia, sono possibili anche processi di assorbimento chimico o processi a membrana.
Laseparazione della CO2 prima della combustione del gas di sintesi è chiamata processo di precombustione.
Gli impianti dimostrativi IGCC sono stati realizzati per la prima volta negli anni '70 e '80 con efficienze fino al 36% e potenze fino a 160 MWel. Alla metà degli anni '90 è seguita la seconda generazione di impianti IGCC, con efficienze fino al 45% e potenze fino a 350 MWel. La seguente tabella elenca i 5 impianti della seconda generazione di IGCC. Seguirono altri impianti dimostrativi IGCC in Cina e Giappone. All'inizio del 2013 è prevista l'entrata in funzione negli USA di una centrale IGCC con una potenza elettrica di 618 megawatt.
| Centrale IGCC | Buggenum | Fiume Wabash | Tampa | Puertollano | Vresova |
|---|---|---|---|---|---|
| Posizione | Paesi Bassi | USA | USA | Spagna | Repubblica Ceca |
| Messa in servizio | 1994 | 1995 | 1996 | 1998 | 1996 (2008)* |
| Potenza elettrica | 253 MW | 262 MW | 250 MW | 300 MW | 351 (430)* MW |
| Carburante | Carbon fossile + biomassa | Carbon fossile + coke di petrolio | Carbon fossile | Carbon fossile + coke di petrolio | Lignite |
| Tipo di carburatore | Shell | E-Gas | GE | Prenflo | Sasol-Lurgi (SFG)* |
| Efficienza elettrica(Hu-basis) | 43 per cento | 40 per cento | 42 per cento | 45 per cento | 44 per cento (41 per cento)* |
| * Estensione dell'impianto | |||||
Allo stato attuale della tecnica, le centrali IGCC raggiungono un'efficienza elettrica del 45% circa. Un'efficienza del 50% è considerata raggiungibile entro il 2020. Ciò richiederà l'ottimizzazione del processo della centrale IGCC e l'ulteriore sviluppo dei componenti della centrale IGCC , come i gassificatori a flusso trascinato a parziale estinzione, l'alimentazione del combustibile, l'unità di separazione dell'aria , la turbina a gas syngas e i sistemi di bruciatori a turbina a gas.
A lungo termine si possono ottenere ulteriori miglioramenti dell'efficienza, ad esempio attraverso il processo IGCC ad alta temperatura . Inoltre, in tutto il mondo sono in corso lavori per l'ulteriore sviluppo e il nuovo sviluppo della tecnologia dei gassificatori. Un nuovo sviluppo è il gassificatore compatto a flusso trascinato di Pratt & Whitney Rocketdyne Technology, USA.
La combinazione del processo IGCC con la tecnologia delle celle a combustibile per creare una centrale elettrica ibrida ha un notevole potenziale di efficienza.
Sinonimi di termini: