技术文档

当前位置:

美国能源部在两项目中使用GAMS软件旨在推进碳捕获技术

通过碳捕集与封存优化应对气候变化:

GAMS在美国能源部

在美国,发电行业是二氧化碳的主要来源排放量。因此,从这个行业的减排将在应对气候变化的任何协调的二氧化碳减排努力中发挥核心作用。可能有助于发电行业应对这一挑战的一项技术选择是碳捕获和存储(CCS)。碳捕获技术可以显著降低化石燃料发电厂二氧化碳的大气排放。被捕获的二氧化碳通过管道网络运输并安全存储。这些技术的广泛部署对于显著减少温室气体排放和促进清洁能源组合是必要的。但是部署既昂贵又耗时:将这些技术在线引入可能需要20年到30年才能实现产业化。


美国能源部在两个项目中使用GAMS软件旨在推进碳捕获技术。NETL二氧化碳捕获、运输、利用和存储(CTUS)模型优化了二氧化碳管道和储存基础设施的潜在网络。由美国能源部成立的碳捕获模拟计划(CCSI)旨在使碳捕集技术更容易为工业提供。他们的优化工具集使工业界能够快速评估和利用这些新技术。GAMS很自豪能成为这些旨在使碳捕获成功的项目的一部分。



分析二氧化碳运输和存储网络

美国能源部使用GAMS来分析潜在的二氧化碳减排情况,CCS可能发挥作用,满足排放标准。美国能源部国家能源技术实验室开发的NETL二氧化碳捕获、运输、利用和存储(CTUS)都是用GAMS编写的。它通过运输和存储网络的成本极小化,通过混合整数规划(MIP)进行优化,评估二氧化碳管道的潜在网络和存储基础设施,以处理从CCS启用的电力部门的捕获和运输二氧化碳的运输和储存。由于处理的数据量大,解决方案方法,与其他建模平台集成的能力以及解决此功能所需时间的严格要求,以便集成到更多内容中,这类问题特别适合于GAMS。


到目前为止,CTUS模型已经集成到国家能源建模系统(NEMS)中,并且还被整合到MARKAL能量模型中。当作为CTUS子模型集成到NEMS中时,可以对能源经济预测中的碳捕获和存储进行详细描述。通过这种能力,成本变化和能力约束被引入能源经济预测,因为它将CCS系统视为气候减缓情景的一种选择。这种能力使在整个预测期内运输和存储的二氧化碳的位置和时间的特定量得以确定。CTUS的一个版本已被修改并纳入美国能源信息管理局(EIA)的NEMS版本,并反过来用于生成年度能源展望。


CCSI优化工具集

碳捕获模拟计划的明确目标是加速碳捕获技术的部署过程。CCSI由美国能源部于2011年成立,是国家实验室,工业和学术机构之间的合作伙伴。CCSI优化工具集可帮助行业开发和部署先进的碳捕获和能源相关技术。


新技术的技术和经济性能在很大程度上取决于其设备配置和运行条件。因此,为了严格筛选和评估新技术,确保使用理想过程非常重要。优化工具确定潜在二氧化碳捕获过程的理想设备配置和操作条件,这样就大大降低了实施过程中涉及的成本、时间和风险。


CCSI研究小组开发了两项高级优化功能,作为其优化和不确定性和代理量化(FOQUS)工具框架的一部分。两者都利用GAMS作为必不可少的元素。第一个工具基于严格的模型执行同步过程优化和热集成。热集成子问题在GAMS中建模为LP和MIP,并由CPLEX解决。另一个工具优化了二氧化碳捕获系统的设计和操作。碳捕获系统表示为MINLP模型,其在GAMS中实施并由DICOPT或BARON解决。通过确定二氧化碳捕获过程的理想配置和条件,这些CCSI优化工具允许更有效的对未来技术的材料和概念进行筛选。






查看GAMS软件详情

SPSS Modeler中文教程推荐:基于SPSS Modeler的数据挖掘(第二版)
Crystal Ball在项目管理风险分析中的应用

2019-02-25

上一篇:

下一篇:

分享到: 0