一种生物气体-固体氧化物燃料电池（SOFC）发电系统的可持续设计

《AIChE Journal?AIChE》：Sustainable design of a biogas-SOFC power production system

可持续电力生产框架提出生物气制氢与固体氧化物燃料电池耦合系统，通过超结构优化确定最优工艺配置，综合考虑全生命周期成本、碳排放及能源效率，并建立灵敏度分析模型评估关键参数影响。

　　

摘要

本文提出了一个利用沼气作为原料的可持续电力生产系统框架，重点评估该集成过程的经济可行性和可持续性。该集成系统主要包括两个阶段：首先通过重整工艺（如部分氧化或蒸汽甲烷重整）从沼气中生产氢气，然后通过固体氧化物燃料电池将其转化为电能。采用了一种上层结构优化方法来确定能够最小化年化总成本的最佳工艺配置。所提出的上层结构包含了一系列全面的工艺替代方案。通过严格的优化框架实现工艺与能量的同步集成，从而能够系统地比较各种工艺方案，并明确评估运营成本、资本支出和碳捕获之间的权衡。文中还进行了敏感性分析，以了解输入参数的影响，并确定能够提升集成过程经济可行性和环境可持续性的改进方案。