2021年10月6日，美国能源部（DOE）宣布投入4500万美元支持12个碳捕集和封存（CCS）项目，助力天然气发电和水泥、钢铁生产等碳排放源的脱碳，实现美国2050年碳中和目标。本次资助聚焦3个主题领域：碳捕集技术研发；碳捕集技术的工程规模测试；碳捕集系统工程设计研究。详情如下：

1、碳捕集技术研发

（1）天然气联合循环（NGCC）电厂高效部件和工艺的实验室规模测试。该主题共投入300万美元支持2个项目，包括：①为NGCC电厂开发用于碳捕集的吸附剂涂层热集成接触器，示范接触器与金属/共价有机骨架吸附剂的集成系统，实现从烟气中捕集95%的CO2，并减少15%的电力成本；②设计、制造和测试一种高效的NGCC碳捕集系统再生模块，该模块能够以95%或更高效率从稀释源中捕集CO2，与目前采用碳捕集技术的NGCC电厂相比，捕集成本降低20%。

（2）NGCC电厂高效碳捕集集成工艺的实验室规模测试。该主题共投入745万美元支持3个项目，包括：①开发、优化和小规模测试一种新型、低成本的碳捕集集成工艺，通过整体式胺接触器捕集NGCC电厂烟气中的，然后进行蒸汽介导的热解吸和CO2收集，该过程发生在多床循环过程单元中，不需要真空，可增强大型NGCC电厂的可扩展性；②设计和制造一种新型的NGCC电厂燃烧后碳捕集吸附工艺，将吸附剂模块与微波加热器集成，并在模拟烟气环境下进行评估，验证在30分钟内实现吸附和解吸的快速循环，同时满足DOE的碳捕集目标；③开发双回路碳捕集方案，解决NGCC烟气的低CO2浓度（约4%）和高氧气浓度（约12%）技术挑战，实现超过95%的碳捕集率，可将资本成本降低50%，并通过负碳排放和氢气生产抵消运营成本。

2、用于工业的燃烧后碳捕集技术的工程规模测试

该主题将投入1500万美元支持3个项目，包括：①设计、建造、调试和运行工程规模的水泥厂低温碳捕集工艺，首次将该碳捕集系统规模扩大到30吨CO2/天，并示范从烟气中捕集超过95%的CO2（纯度超过95%）；②验证使用4种协同变革性新技术的创新碳捕集系统，在Nucor Steel Gallatin工厂的现有系统（CO2浓度为1.5%的气流中捕集3吨CO2/天）进行台架规模验证，处理电弧炉产生的气体。

3、碳捕集系统工程设计研究

（1）现有（改造）工业设施碳捕集系统的前端工程设计（FEED）研究。该主题共投入800万美元支持2个项目，包括：①Genevieve水泥工厂碳捕集改造的前端工程设计研究，该工厂有全球最大的单线窑炉。此次设计将采用液化空气公司的CryocapTM FG系统，将变压吸附以预浓缩CO2，并与低温制冷技术相结合，净化和压缩CO2产品，从而实现高CO2捕集率和高CO2纯度。②壳牌化工综合体碳捕集FEED研究，使用壳牌公司的CANSOLV技术（一种基于胺的燃烧后捕集技术），从德克萨斯州迪尔帕克的几家壳牌烯烃工厂、芳烃工厂和一个热电联产工厂中每年分离和捕集超过95万吨CO2。

（2）现有（改造）NGCC发电厂碳捕集系统的前端工程设计（FEED）研究。该主题共投入1638万美元支持3个项目，包括：①商业规模（年捕集500万吨CO2）模块化第二代CCS系统的FEED研究，用于捕集NGCC发电厂95%的碳排放，将使用壳牌CANSOLV 碳捕集技术，该技术利用具有低能耗、快速动力学和极低挥发性的可再生胺，并已在商业规模的煤烟气中进行了8年的捕集测试。②Calpine公司Delta能源中心857兆瓦NGCC发电站CCS改造的FEED研究，该设计将利用ION清洁能源公司的ICE-21溶剂，比一般商业溶剂碳捕集系统体积更小、能耗更低、降解溶剂更少、成本更低，并将捕集95%的CO2进行地质封存。③F级NGCC电厂集成CCS商业系统（碳捕集率95%）的FEED研究，将研究先进的技术和控制概念，以将联合循环发电厂与第二代碳捕集技术相结合。