Газовая электростанция - Gas-fired power plant

А когенерация посадить в Берлин

А газовая электростанция или же газовая электростанция или же электростанция на природном газе это тепловая электростанция который горит натуральный газ к производить электричество. Электростанции на природном газе генерировать четверть мировое электричество и значительная часть мировой парниковый газ выбросы и, следовательно, глобальное потепление.[1] Однако они могут предоставить сезонные управляемая генерация сбалансировать переменная возобновляемая энергия куда гидроэнергетика или же соединители недоступны.

Основные понятия: тепло в механическую энергию в электрическую.

Смотрите также: ТЭЦ

Газовая электростанция - это разновидность электростанция на ископаемом топливе в котором химическая энергия хранится в природном газе, который в основном метан, преобразуется последовательно в: тепловая энергия, механическая энергия и наконец, электроэнергия. Хотя они не могут превышать Цикл Карно предел преобразования тепловой энергии в полезную работу, в которой можно использовать избыточное тепло когенерация установки для обогрева зданий, производства горячей воды или обогрева материалов в промышленных масштабах.

Типы растений

Газотурбинная установка простого цикла

В газовой турбине простого цикла, также известной как газовая турбина открытого цикла (OCGT), горячий газ приводит в движение газовая турбина для выработки электроэнергии. Этот тип установки относительно дешев в строительстве и может быть запущен очень быстро, но из-за его более низкой эффективности он может работать не более нескольких часов в день. пиковая электростанция.[2]

Парогазовая турбина (ПГУ)

Основная статья: Электростанция комбинированного цикла

Электростанции ПГУ состоят из газовых турбин простого цикла, использующих Цикл Брайтона, за которым следует парогенератор с рекуперацией тепла и паровая турбина которые используют Цикл Ренкина. Наиболее распространенная конфигурация - две газовые турбины, поддерживающие одну паровую турбину.[3] Они более эффективны, чем установки простого цикла, и могут достигать КПД до 55%, а время отгрузки - около получаса.[4]

Поршневой двигатель

Смотрите также: Поршневой двигатель

Возвратно-поступательный двигатель внутреннего сгорания как правило, менее 20 МВт, что намного меньше, чем у других типов электрогенераторов, работающих на природном газе, и обычно используются для аварийного электроснабжения или для уравновешивания переменных возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце.[5]

Выбросы парниковых газов

Газовые электростанции выбрасывают около 500 г CO
2 на кВтч произведенной электроэнергии. Это примерно вдвое меньше, чем у угольных электростанций, но в целом более чем в десять раз больше, чем у электростанций, работающих на угле. атомная энергия и Возобновляемая энергия. Выбросы за жизненный цикл обычно показывают похожий рисунок, если только он не искажен выбросы метана например, из утечки газа.

Улавливание углерода

По состоянию на 2019 год очень немногие электростанции имеют улавливание и хранение углерода или же улавливание и утилизация углерода.[6]

Водород

Газовые электростанции могут быть модифицированы для работы на водород[7] и согласно General Electric более экономически выгодным вариантом, чем CCS, было бы использование все большего и большего количества водород в газотурбинном топливе.[8] Сначала водород можно создать из природного газа через паровой риформинг, или путем нагревания для осаждения углерода, как шаг к водородная экономика, что в конечном итоге снижает выбросы углерода.[9]

Экономика

Новые заводы

Иногда новый аккумуляторная электростанция вместе с солнечная энергия или же ветровая энергия дешевле в долгосрочной перспективе, чем строительство нового газового завода, поскольку газовый завод рискует стать безнадежный актив.[10]

Существующие заводы

По состоянию на 2019 год несколько газовых электростанций выводятся из эксплуатации, потому что они не могут останавливаться и запускаться достаточно быстро.[11] Однако, несмотря на падение стоимости переменная возобновляемая энергия большинство существующих газовых электростанций остаются прибыльными, особенно в странах без цена углерода, из-за их управляемая генерация и потому что сланцевый газ и сжиженный природный газ цены упали с момента их постройки.[12] Даже в странах с высокими ценами на углерод, таких как ЕС, существующие газовые электростанции остаются экономически жизнеспособными, отчасти из-за ужесточающихся ограничений на угольную энергию из-за ее загрязнения.[13]

Политика

Даже при замене угольной энергетики решение о строительстве новой станции может быть спорным.[14]

Смотрите также

Список электростанций, работающих на природном газе в Соединенных Штатах

Рекомендации

  1. ^ «Чистое топливо? Утечки метана ставят под угрозу экологический имидж природного газа». Рейтер. 2018-06-29. Получено 2019-06-30.
  2. ^ «Газовая установка простого цикла - Энергетическое образование». energyeducation.ca. Получено 2019-06-28.
  3. ^ «Энергоблоки в парогазовых установках, работающих на природном газе, становятся все больше - Сегодня в энергетике - Управление энергетической информации США (EIA)». www.eia.gov. Получено 2019-06-28.
  4. ^ «Комбинированный газовый завод - Энергетическое образование». energyeducation.ca. Получено 2019-06-28.
  5. ^ «Поршневые двигатели, работающие на природном газе, все чаще используются для уравновешивания возобновляемых источников энергии - Сегодня в энергетике - Управление энергетической информации США (EIA)». www.eia.gov. Получено 2019-06-28.
  6. ^ IChemE. «Первый в Великобритании завод по улавливанию углерода промышленного масштаба». www.thechemicalengineer.com. Получено 2019-06-28.
  7. ^ «План перевести Север на водород». Неделя коммунальных услуг. 30 ноября 2018.
  8. ^ «GE: водород превосходит улавливание и связывание углерода (CCS) при сохранении газовых турбин в безуглеродной энергосистеме». Утилита Погружение. Получено 2019-06-28.
  9. ^ «H-Vision: синий водород для зеленого будущего». Газовый мир. Получено 9 мая 2019.
  10. ^ Эндрю Бургер (2019-10-07). «Риск, связанный с неокупаемыми активами, связанными с природным газом, достигает критической точки». Солнечный журнал. Получено 2019-10-20.
  11. ^ Гойс, Меган (26.06.2019). «10-летний завод по производству природного газа в Калифорнии проходит обработку на угольной станции». Ars Technica. Получено 2019-06-28.
  12. ^ Рам, Р. Шри (2019-06-28). «Акции Torrent Power сделали мощный скачок после договоренности в Гуджарате». Получено 2019-06-28.
  13. ^ «Падение цен на природный газ свидетельствует о более экологичном начале 2019 года в США и ЕС». www.worldoil.com. Получено 2019-06-28.
  14. ^ Харрабин, Роджер (2019-10-07). "Великобритания отменяет блокирование планов электростанции Drax". Получено 2019-10-20.