Газовые электростанции или газовые электростанции или электростанции природного газа является тепловой электростанцией , которая сжигает природный газ для выработки электроэнергии . Электростанции, работающие на природном газе, производят почти четверть мировой электроэнергии и значительную часть глобальных выбросов парниковых газов и, следовательно, глобального потепления . [2] Однако они могут обеспечивать сезонную управляемую генерацию, чтобы сбалансировать переменную возобновляемую энергию, где гидроэнергетика или соединительные линии недоступны.
Основные понятия: тепло в механическую энергию в электрическую [ править ]
Газовая электростанция - это тип электростанции, работающей на ископаемом топливе, в которой химическая энергия, запасенная в природном газе, который в основном представляет собой метан , последовательно преобразуется в: тепловую энергию , механическую энергию и, наконец, электрическую энергию . Хотя они не могут превышать предел цикла Карно для преобразования тепловой энергии в полезную работу, избыточное тепло может использоваться в когенерационных установках для обогрева зданий, производства горячей воды или для нагрева материалов в промышленных масштабах.
Типы растений [ править ]
Газотурбинная установка простого цикла [ править ]
В газовой турбине простого цикла, также известной как газовая турбина открытого цикла (OCGT), горячий газ приводит в действие газовую турбину для выработки электроэнергии. Этот тип электростанции относительно дешев в строительстве и может запускаться очень быстро, но из-за его более низкой эффективности он работает не более нескольких часов в день в качестве электростанции пиковой мощности . [3]
Парогазовая турбина (ПГУ) [ править ]
Электростанции ПГУ состоят из газовых турбин простого цикла, использующих цикл Брайтона , за которыми следуют парогенератор-утилизатор и паровая турбина, использующие цикл Ренкина . Наиболее распространенная конфигурация - две газовые турбины, поддерживающие одну паровую турбину. [4] Они более эффективны, чем установки простого цикла, и могут достигать эффективности до 55% и времени отгрузки около получаса. [5]
Возвратно-поступательный двигатель [ править ]
Поршневые двигатели внутреннего сгорания, как правило, менее 20 МВт, что намного меньше, чем другие типы электрогенераторов, работающих на природном газе, и обычно используются для аварийного энергоснабжения или для уравновешивания переменных возобновляемых источников энергии, таких как ветровая и солнечная. [6]
Выбросы парниковых газов [ править ]
Газовые электростанции выбрасывают около 500 г CO.
2на кВтч произведенной электроэнергии. Это примерно вдвое меньше, чем у угольных электростанций, но в целом более чем в десять раз больше, чем у ядерной энергетики и возобновляемых источников энергии . Выбросы в течение жизненного цикла обычно имеют аналогичную картину, если только они не искажены выбросами метана, такими как утечки газа .
Улавливание углерода [ править ]
По состоянию на 2019 год [Обновить]очень немногие электростанции имеют улавливание и хранение углерода или улавливание и использование углерода . [7]
Водород [ править ]
Газовые электростанции могут быть модифицированы для работы на водороде [8], и, по мнению General Electric, более экономически выгодным вариантом, чем CCS, было бы использование все большего количества водорода в топливе для газовых турбин. [9] Сначала водород может быть получен из природного газа путем парового риформинга или путем нагревания для осаждения углерода в качестве шага к экономии водорода , что в конечном итоге приведет к сокращению выбросов углерода. [10]
Экономика [ править ]
Новые заводы [ править ]
Иногда новая аккумуляторная электростанция вместе с солнечной или ветровой энергией в долгосрочной перспективе обходится дешевле, чем строительство нового газового завода, поскольку газовый завод рискует превратиться в невыгодный актив . [11]
Существующие заводы [ править ]
По состоянию на 2019 год [Обновить]несколько газовых электростанций выводятся из эксплуатации, потому что они не могут останавливаться и запускаться достаточно быстро. [12] Однако, несмотря на снижение стоимости переменных возобновляемых источников энергии, большинство существующих газовых электростанций остаются прибыльными, особенно в странах без цены на углерод , из-за их управляемой генерации и потому, что цены на сланцевый газ и сжиженный природный газ упали с тех пор, как они были построен. [13] Даже в странах с высокой ценой на углерод, таких как ЕС, существующие газовые электростанции остаются экономически жизнеспособными, отчасти из-за ужесточающихся ограничений на угольную энергию из-за ее загрязнения. [14]
Политика [ править ]
Даже при замене угольной энергетики решение о строительстве новой станции может быть спорным. [15]
См. Также [ править ]
Список электростанций, работающих на природном газе в Соединенных Штатах
Ссылки [ править ]
- ^ «Производство электроэнергии по источникам» . Международное энергетическое агентство .
- ^ «Чистое топливо? Утечки метана угрожают экологически чистому имиджу природного газа» . Рейтер . 2018-06-29 . Проверено 30 июня 2019 .
- ^ "Газовая установка простого цикла - Энергетическое образование" . energyeducation.ca . Проверено 28 июня 2019 .
- ^ «Энергоблоки в установках с комбинированным циклом, работающих на природном газе, становятся все больше - Сегодня в энергетике - Управление энергетической информации США (EIA)» . www.eia.gov . Проверено 28 июня 2019 .
- ^ "Комбинированный газовый завод - Энергетическое образование" . energyeducation.ca . Проверено 28 июня 2019 .
- ^ «Поршневые двигатели, работающие на природном газе, все больше используются для уравновешивания возобновляемых источников энергии - Сегодня в энергетике - Управление энергетической информации США (EIA)» . www.eia.gov . Проверено 28 июня 2019 .
- ^ IChemE. «Первый в Великобритании завод по улавливанию углерода промышленного масштаба» . www.thechemicalengineer.com . Проверено 28 июня 2019 .
- ^ «План по преобразованию Севера для работы на водороде» . Неделя коммунальных услуг . 30 ноября 2018.
- ^ «GE: водород превосходит улавливание и связывание углерода (CCS) при сохранении газовых турбин в безуглеродной энергосистеме» . Utility Dive . Проверено 28 июня 2019 .
- ^ "H-Vision: синий водород для зеленого будущего" . Газовый мир . Дата обращения 9 мая 2019 .
- ^ Эндрю Бургер (2019-10-07). «Риск, связанный с неокупаемыми активами, связанными с природным газом, достиг критической точки» . Солнечный журнал . Проверено 20 октября 2019 .
- ^ Geuss, Меган (2019-06-26). «Завод по производству природного газа в Калифорнии, которому уже 10 лет, подвергается обработке на угольной станции» . Ars Technica . Проверено 28 июня 2019 .
- ^ Рам, Р. Шри (2019-06-28). «Акции Torrent Power сделали мощный скачок после договоренности в Гуджарате» . Проверено 28 июня 2019 .
- ^ «Падение цен на природный газ сигнализирует о более экологичном начале 2019 года в США и ЕС» . www.worldoil.com . Проверено 28 июня 2019 .
- ^ Харрабин, Роджер (2019-10-07). «Великобритания отменяет блокировку планов электростанции Drax» . Проверено 20 октября 2019 .
