Gasfication IGCC master pitch Department of Chemical

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Gasfication IGCC master pitch Department of Chemical Powered By Docstoc
					GE Energy



Clean Coal Commercialization
Progress and Opportunity

University of Texas – Austin
September 14, 2011



By:
Doug Heguy
Commercial Leader
Gasification Licensing




                         Copyright 2011 General Electric Company.  All Rights Reserved.  This material may not be copied or distributed in whole or in 
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Agenda
                    •          Introduction to GE
                    •          Gasification (“Clean(er) Coal”) Technology
                               • Description
                               • Comparison to conventional coal
                    •          Clean(er) Coal Project Developments
                               • Commercial realities/policy implications
                               • Profile of a government program
                               • 3 cases
                    •          Summary/Policy implications
                    •          General Discussion




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 GE – corporate overview    
More than 300,000  employees •  2010 revenue of $150.2B •  Founded 125 years ago & operating in 100 
  countries
                               Technology                                                                                            Media, Home &
        Energy                Infrastructure                                         GE Capital                                        Business
                                                                                                                                       Solutions




  • Power & Water           • Aviation                                        • Aviation Financial                                 • Appliances
  • Energy Services         • Healthcare                                      • Commercial Finance                                 • Lighting 
  • Oil & Gas               • Transportation                                  • Energy Financial                                   • Cable, Film, Network
                                                                              • GE Money                                           • International
                                                                              • Treasury                                           • Sports & Olympics


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GE Energy
More than 90,000  employees •  2010 revenue of $37.5B •  Operating in 140 countries


    Power & Water                               Energy Services                                                             Oil & Gas




• Gas and Steam turbine                  • Smart grid                                                      • Drilling & Production
  generators                             • Solutions for measurement                                       • Refinery/Petrochemical
• Renewable energy                         and control technology                                          •   LNG and Pipeline
• Gas engines                            • Contractual Services                                            •   Pipeline Solutions
• Nuclear Energy                         • Environmental services                                          •   Industrial power generation
• Gasification                           • Parts & Repair                                                  •   Global Services
• Water & Process                        • Transmission and Distribution
  Technologies


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GE Power & Water… power generation platforms
           Thermal                                                Renewables                                                         Nuclear




 • Gas turbines      • Coal                          • Wind                           • Jenbacher                             • ABWR & ESBWR
 – Heavy duty        – IGCC                          – Land based                     – Gas engines                           • Adv nuclear fuel
                                                     – Offshore                         0.3-3MW
   (40–500MW)       – Gasification                                                                                            • CANDU fuel & services
                                                     • Solar                          – Fueled with 
 – Aeroderivatives    Licensing                                                         waste gas                             • Reactor & field services
   (18-100MW)                                        – Grid connected
                    – Steam turbines                                                                                          • Performance services
                                                     – Stand alone
 – Combined cycle 
                                                                                                                              • Nuclear isotopes
   systems


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 GE Gasification Profile


World leader in Gasification Technology

•73 licensed facilities in commercial operation
•21 licensed facilities in engineering, design & construction
•Duke Edwardsport
       • Indiana coal
       • 618 MWe net electricity
       • Commissioning – 4Q 2011




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Duke Energy: Edwardsport IGCC plant

November  2010
The Basic Chemistry of Gasification

                   CxHy + H2O + O2 → aH2 + xCO
 For example:




  4 CH + 2 H2O + O2                                                         4 H2                          +                        4 CO
(Hydrocarbon) (Water) (Oxygen)     (Hydrogen)  (Carbon Monoxide)
                  Water Shift Reaction: CO + H2O => CO2 + H2


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Gasification
                                                                                                      Greenfield
                                                                                                      Polygen
Gasification                                           Power (IGCC)
                                                                                                      Refueling
Technology                                                                                            Site repowering

                                                                                      Hydrogen
                                                   Refineries                         Steam
                                                                                      Power
                                                                                                   Formaldehyde
            Syngas                                                                                 MTBE
                                                                                      Methanol 
                                                                                                   Acetic acid
                 + CO)
           (H2                                                                                     Amine
                                                                                                   DME
                                                   Chemicals                          Ammonia      Urea
      Feedstocks                                                                                   Ammonia nitrate/sulfate
      • Coal                                                                                      Butanol, Ethylhexanol
                                                                                      Oxochemicals: 
      • Pet coke
      • Asphalt
      • Heavy Oil                                  Methanation                               Substitute natural gas
      • Vacuum Residue
      • Natural Gas
                                                   Coal to liquids                                 Transportation fuels
                                                                                                                                                  9

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 Typical Gasification Facility
 Five basic systems                                                                                                                                         CO2



Coal                                          Syngas Cooling                                                                       Syngas                       Sulfur
         Gasification
                                             Water Shift Reator                                                                    clean-up
                                                                                                                                                                Hg


       Slag                                                                                  Heat                                 Clean fuel
                     O2

                                                                                                          Power
              Air      Air                                      Air/N2                                       NH3                                     Electricity or
                    separation
                     system                                                                           Methanol
                                                                                                                                                     Chemical 
                                                                                                H2 Separation                                        products


                                                                                                                                                                      10

                    Copyright 2011 General Electric Company.  All Rights Reserved.  This material may not be copied or distributed in whole or in 
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Efficient pollutant removal
                                                                                                                                                      WESP
                                                                                                                               Carbon
                                                                                         Boiler                               Injection

                                                                                                                         ESP/             FF
                                                                                                      SCR                 FF
                                                                                                                                                      FGD    CO2
                                       Pre-Combustion
                                       PM, Hg, Su

IGCC                                                                                    Pulverized coal
• Gasification cleans the syngas before                                                 • Pollutants are removed after the coal is 
  combustion                                                                              burned
• High pressure & low volume provide                                                    • The gas volume treated is 300 times the 
  favorable economics for pollutant                                                       gas volume of an IGCC plant
  removal 
• IGCC offers increased fuel diversity, 
                                                                                        • Combustion produces large quantities
  reduced emissions, and increased 
                                                                                          of waste & consumes more water than 
  siting & permitting flexibility
                                                                                          IGCC

                                                                                                                                                                   11

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 With IGCC, Coal can Approach
 Natural Gas Emissions…
  0.15                                                                                                                                                             50%-
                                                                                                                                                                          90%+

                                                                                                                                                                   90%
                                        Average of 
                                        Recent Permit 
                                        Data
Lb/MMBTU




           0.10
                                                                                                                                                                    PC IGCC
                                                                                                      NOx                                                           Mercury
                                         Best Individual                                              SO2                                                           Removal
                                         Plant Level
           0.05                                                                                       PM10                                                                30%
                                                                                                                                                                          Less




                                                                                                                                                               PC IGCC
           0.00
                         Advanced                              IGCC                                NGCC                                                         Water
                         PC/SCPC                                                                                                                             Consumption
           Source: GE internal data, average of 28 permits granted, 
                   applications and publicly reported emissions



                                                                                                                                                                                 12

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GE carbon island* option

Option to GE’s IGCC
•   Up to 90% pre-combustion carbon 
    capture … flexible
•   Full integration with GE’s IGCC 
    solution
     •   Mark** VIe
     •   Interoperability with 
         CO2 transportation & storage                                                                                                                      Carbon 
•   Small footprint … 2 acres                                                                                                                              Island
•   Delivers high purity CO2
•   Reliable CO2 separation process
•   Install as greenfield or as 
    a retrofit up to 65% CO2 capture


                                                                                                    * Carbon Island is a trademark of the General Electric Company.
                                                                                                    ** Mark is a trademark of the General Electric Company            13

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Plant modifications for retrofit
           Gasifier                                                                                                                            7F GT
  Feed                                 Low temp.
  Prep.     RSC                        gas cooling                                           AGR
                                         (LTGC)                                                                                                HRSG
           Internal
Reference  Quench
                                                                                                                                               G13 ST
Plant
Carbon Island™                                                                                                                         H2 upgraded
Retrofit                                                                                                                                  7F GT
           Gasifier                         Shift
                                                                                            Larger
                                         integrated
                                                                                             AGR                                               HRSG
   Feed                                  with LTGC
            RSC
   Prep.
           Internal                                                                                                                            G13 ST
           Quench                                                                       CO2
                                                                                   Enrichment &
                                                                                                                                       Compressed
                                                                                   Compression                                         CO2
                                                                                                                                                        14

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Tradeoff: CO2 versus Capital Cost




                                  +30%


                                  +30%




      1 
           GEB reference plant baseline


                                                                                                                                                                15
                                                                                                                             Source:  GE Energy internal data
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Carbon Island™ performance

                                                     • Total installed cost +~10%
                                                     • 585 MW output                       
                                                                      Output/
                                                           (from 630 MW)                                                                Efficiency Drop ~
                                                                                                                                        ($40 MM/yr)
NG Eq. CO2 Footprint                                 • 33% efficient                          
• Simple Cycle:            
                                                           (from 38.5%)
  50% carbon capture 
  (~1,100 lb/MWh)                                    • Tie-ins matched GT outages 
• Combined Cycle:                                          (Minimum plant downtime)
                                                         Note: Illinois Basin Coal on ISO site with proven technology…Performance and CAPEX are coal-

  65% carbon capture                                     dependant


  (~770 lb/MWh)


                                                                                                                                                        16

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Gasification US Project Realities

Typical Project Profile                                                           Sources of Project Uncertainty
•Project Developer Led                                                            •Time
    •   Limited resources (OPM)                                                   •Market
    •   Banks define risk and uncertainty                                         •Interest rates/Credit availability
    •   Pre-FC spending tension                                                   •Credit
                                                                                  •Energy prices
                                                                                  •New energy developments
•5 years - $100 Million to get to NTP                                             •Regulation changes
                                                                                  •Permit changes
•3-4 years; $1.7 Billion – $ 3 Billion                                            •EPC Risk
                                                                                  •Changes in policy goals
to construct                                                                      •Changes in client goals and management

•30 years to operate
                                                                                  Uncertainty in Gov. Programs
                                                                                  •First-come-first-serve allocation process
                                                                                         • Can’t take award to a bank
                                                                                  •Funds commitment date
                                                                                                                                                       17

                                                                                   
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Government Programs Supporting Gasification




                                                                                                                                           18

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Example Government Program
DOE Federal Loan Guarantee
EPACT 2005                                                                                   Process
                                                                                             Selection as “Finalist”
Support debt financing for projects that 
                                                                                             Government due diligence
reduce GHG emissions; advanced 
                                                                                             Draft term sheet
coal, renewable energy, advanced 
                                                                                             < Fulfill conditions of draft term sheet>
T&D
                                                                                             Execute loan agreement

              Project                                            Project Status                                                        Funding Status

Excelsior Masaba IGCC                       Changed to NGCC

TX Energy (Eastman Chemical)                Project modified and sold

Tenaska Taylorville                         Illinois legislature has not issued 
                                            Authority to Negotiate for this project
Midwest                                     Permits and offtakes in place                                            Received draft term sheet
Coal to SNG                                 Revising project definition to include                                   Negotiating a conditional term sheet
                                            CO2 solution
Mississippi Gasification                    Negotiating offtakes                                                     Received draft term sheet
Petcoke to SNG
Western State CTL                           Completing FEED on reduced scale                                         Stalled
                                            project

                                                                                                                                                            19

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Ex. 1:  Gulf Coast Petcoke to Chemicals
  Gasification License: 3Q 2008

  Value Proposition



  Government Programs




  Status / Challenges




  Past Challenges




  CO2 Solution

                                                                                                                                                       20

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                                                      part, without prior written permission of the copyright owner.
Ex. 2:  Midwest Coal to SNG
 Gasification License: Not signed

 Value Proposition



 Government Programs



 Status / Challenges




 Past Challenges




 CO2 Solution




                                                                                                                                                        21

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Ex. 3:  Western State CTL
 Gasification License: 1Q 2006

 Value Proposition

 Government Programs



 Status / Challenges




 Past Challenges



 CO2 Solution




                                                                                                                                                        22

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Summary/Discussion Points
Summary:                                                                              Discussion Points:

•Gasification projects are expensive, long-term                                       •What roll should coal play in the US energy 
long-lead time projects.                                                              industry?
•Risk management is critical.  Government                                             •When contemplating coal use, how should the 
programs should explicitly identify what risks the                                    government weigh economic and security issues 
government is absorbing, why, and the impact                                          with environmental issues?
on the project being developed.                                                       •Can coal use be contained?
•CO2/EOR is critical element of successful coal                                       •The US is building its first gasification plant in 25 
projects at this time.                                                                years.  China is building 1/month.  Why?  What are 
•Government programs can play an important                                            the long term implications?
role in encouraging development, but                                                  •What is the CO2/EOR potential in the US? What 
understanding project development dynamics                                            role should the government play in developing 
and client are critical to achieving desired impact                                   CO2/EOR?
                                                                                      •Can/Should government choose winners and 
                                                                                      losers?
                                                                                      •What role should energy policy play in developing 
                                                                                      industrial policy, and vice-versa?

                                                                                      Future Trends:
                                                                                      •Overseas investments in US projects
                                                                                                                                                         23

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