《麻省理工科技評論》近日揭曉 2018 年“全球十大突破性技術”（10 Breakthrough Technologies），這份全球新興科技領域的權威榜單至今已經有 17 年的歷史。
零碳排放天然氣發電
入選理由：一種針對天然氣發電廠的新工程學方法，將二氧化碳回收再利用
技術突破：一家發電廠能夠以廉價高效的方式捕捉天然氣燃燒釋放的碳元素，避免了溫室氣體的排放
重大意義：天然氣發電為美國提供了近 32% 的電力，其碳排放量也達到電力部門總碳排放量的 30%
主要研究者：8 RiversCapital、Exelon 電力公司、CB&I等
成熟期：3-5 年
在可預見的未來，我們可能要一直將天然氣作為主要的發電能源之一。現成又便宜的天然氣發出的電占美國總發電量的 30%, 全世界發電量的 22%。天然氣雖然比煤炭清潔得多，仍造成了大量的碳排放。
在美國煉油工業區的中心休斯頓城外出現了一家前沿發電廠，他們正在測試一項可以實現清潔天然氣能源的技術。這家公司擁有 50 兆瓦特的項目，他們就是 Net Power。該公司相信他們能捕獲天然氣發電過程中釋放的所有二氧化碳，同時又能夠以低廉的成本發電，至少和標準天然氣發電廠的成本相同。
如果此舉真的可以實現，就意味著從此就可以以合理的價格從化石燃料中獲得零碳能源。這樣的天然氣發電必會改善能源供給的局面，因為它既不像核能那樣成本高企，也不像可再生能源那樣供給不穩。
Net Power 公司是 8 Rivers Capital，Exelon 電力公司以及 CB&I 能源公司合作的產物。這家公司的發電廠已經在試運行且開始了初始測試，他們打算在未來幾個月內就公布初次評估的結果。
這家發電廠將燃燒天然氣產生的二氧化碳放置到高壓高溫的環境中，并用合成的超臨界二氧化碳作為“工質”，驅動一個特制的渦輪機。其中，大部分的二氧化碳都能被不斷地再利用，剩下不能利用的可以用一種低成本的方式捕獲。
降低成本的關鍵在于出售部分二氧化碳。目前二氧化碳主要用于協助開采原油。這個市場容量有限，也并不環保。然而最終 Net Power 希望其他行業對二氧化碳的需求能夠漲起來，比如水泥制造業、塑料制造業及其他碳基材料行業。
Net Power 的科技并不能解決天然氣帶來的所有問題，尤其是開采方面的問題，但是只要我們還在使用天然氣，就應該讓天然氣變的更清潔。在正在發展的所有清潔能源技術中 Net Power 的技術是最有遠見的技術之一，他向我們展示的是一個真真切切的可減少碳排放的新突破。
專業解讀
中國科學院山西煤炭化學研究所副研究員陳成猛：中國目前天然氣約占總電力供應量的 3%，截止 2020 年預計將占 6.7%。為使以天然氣和煤炭等為燃料的火電廠更清潔環保，在現有技術體系通常是進一步增設 CO2 吸附、脫硫脫硝、降灰等環保裝置來實現。
然而，這些手段大都是補救性質的，會增加發電成本和能耗，降低經濟效益。Net Power 公司則不然，在天然氣發電領域，他們選擇了源頭創新，徹底摒棄傳統的以水蒸氣為工質的熱能循環過程，選用全新的以高壓高溫超臨界 CO2 為介質的 Allam 循環過程。這樣就從本質上解決了 CO2 排放和 NOx 污染的問題，且回收的 CO2 還變廢為寶，可應用于采油或作為化工原材料等利用。
該技術發電綜合效率更高，設施大幅簡化，固定投資少，占地面積小。如果該技術成熟并實現產業化，將引領熱力發電領域的技術革命，不僅對天然氣發電意義重大，對煤電領域也有非常重要的參考價值。另外，該技術的突破還有望改變當前全球碳排放和碳交易的格局。
該技術的工藝方案獨辟蹊徑，從熱力學原理上是可行的，但估計存在如下工程技術難點：一、由于工質從水蒸氣變成了 CO2，對裝置的技術要求變化會很大，許多設備都需重新設計開發，其與工藝的匹配性還需進一步的中試和工業示范驗證。二、由于燃燒氣氛從空氣改為純氧，這就需要在前端增加空氣分離裝置，會增加一些固定投資和單位能耗。此外，由此帶來的燃燒速度控制和安全隱患亦不容小覷。