مجموعه تولید برق گازی با کیفیت خوب از چین برای گاز طبیعی، بیوگاز، و گاز پترولی مایع به عنوان منبع انرژی پشتیبان

منافع اصلی
دوست دار محیط زیست (نسبتاً تمیز):

آلودگی کم: سوزاندن گاز طبیعی نسبت به زغال و مازوت آلاینده های زیادی تولید نمی کند. گازهای گلخانه ای تولید شده حدوداً ۵۰ درصد کمتر از زغال و حدوداً ۳۰ درصد کمتر از نفت است. تولید اکسیدهای نیتروژن، اکسیدهای گوگرد و ذرات جامد نیز بسیار کمتر از زغال و مازوت است.

بدون خاکستر/آش: سوزاندن گاز تقریباً هیچ خاکستر یا آش تولید نمی کند، که نیاز به حذف زباله جامد را کاهش می دهد.

هزینه و دسترسی سوخت:

اقتصاد نسبی: در مناطقی که گاز طبیعی فراوان است و زیرساخت خط لوله به خوبی برقرار شده است، گاز طبیعی اغلب ارزان‌تر از سوخت‌های مایع مانند دیزل است (به ویژه اگر گاز خط لوله موجود باشد).

ثبات تأمین (گاز خط لوله): گاز طبیعی که با خط لوله تحویل داده می‌شود، معمولاً ثابت‌تر و قابل اتکا تر از سوخت دیزل است، که نیاز به حمل مکرر و ذخیره‌سازی دارد (اگر شبکه خط لوله به خوبی برقرار شده باشد).

عملکرد عملیاتی:

آغاز سریع و پاسخ سریع: مجموعه‌های تولید برق گازی معمولاً زمان آغاز کوتاهی دارند و پاسخ سریع به بار، که آنها را برای تأمین برق پشتیبان یا جابجایی عرضه قله مناسب می‌کند.

عملکرد م滑ی و نویز کم: فرآیند سوزش گاز طبیعی نسبتاً م滑 است، ارتعاش و نویز آن معمولاً کمتر از مجموعه‌های تولید برق دیزل با قدرت مشابه است.

هزینه‌های نگهداری کمتر (نسبت به برخی انواع): گاز طبیعی تمیزتر سوز می‌شود و کربن و آلودگی روغن تولید می‌کند، بنابراین فاصله جایگزینی مغناطیس‌ها، حلقه‌های پیستون، روغن‌ها و غیره ممکن است بلندتر باشد و نگهداری کمتری لازم باشد (به خصوص نسبت به سوخت سنگین یا زغال).

کارایی:

کارایی بالاتر: مجموعه‌های تولید برق مدرن سوخت‌گذار گاز طبیعی (خصوصاً موتورهای درونسوز گاز و توربین‌های گاز) کارایی بالایی برای تولید برق دارند. موتورهای محرک گاز معمولاً کارایی حدود 35 تا 45 درصد دارند، با این حال، واحد‌های کارایی بالا می‌توانند به 48 درصد یا بیشتر برسند. توربین‌های گاز دامنه وسیعی از کارایی دارند، از حدود 30 تا 40 درصد برای چرخه‌های ساده تا بیش از 60 درصد برای چرخه‌های ترکیبی.

잠재력 بالا برای تولید مشترک: نیروگاه‌های گاز طبیعی مناسب برای تولید مشترک هستند. با دمای بالا در خروجی و دمای آب جداره سیلندرها و کارایی بالا در بازیابی گرماي فاضل، می‌توانند هم برق و هم گرما مفید (بخار یا آب گرم) را تولید کنند، که کارایی مجموع استفاده از انرژی را به 70%-90% افزایش می‌دهد و اقتصاد و حفاظت از محیط زیست را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد.

انعطاف پذیری سوخت:

برخی از واحد ها طراحی شده اند تا سpatible با طيف گسترده ای از سوخت های گازی مانند بیوگاز، متان لایه کربن، گاز زباله دهی، گاز مرتبط نفتی، و غیره باشند، که منجر به بهبود انعطاف پذیری استفاده از منابع می شود.

نقاط ضعف و چالش های اصلی
وابستگی بالا به زیرساخت:

محدودیت‌های خط لوله: بزرگترین محدودیت نیاز به اتصال به شبکه خط لوله گاز طبیعی است. در مناطقی که خط لوله موجود نیست، استفاده از گاز طبیعی مایع (LNG) یا گاز طبیعی فشرده (CNG) می‌تواند هزینه و پیچیدگی قابل توجهی اضافه کند.

انباری و حمل‌ونقل LNG/CNG: استفاده از LNG یا CNG نیازمند ظرف‌های خاص سردکننده یا استوانه‌های فشار بالا، علاوه بر تسهیلات حمل و پرکردن متناظر است که هزینه‌های سرمایه‌گذاری اولیه و عملیاتی را افزایش می‌دهد و می‌تواند خطرات ایمنی (که باید به شدت تنظیم شوند) ایجاد کند.

هزینه‌های سرمایه‌گذاری اولیه:

هزینه خرید خودکار ژنراتور گاز طبیعی معمولاً بیشتر از ژنراتور دیزلی با قدرت مشابه است. اگر تسهیل اتصال به گاز طبیعی (مثل ایستگاه تنظیم کننده) یا سیستم انباری و سوخت‌رسانی LNG/CNG نیز باید ساخته شود، سرمایه‌گذاری اولیه حتی بیشتر خواهد بود.

ناپایداری هزینه سوخت:

قیمت گاز طبیعی به شدت تحت تأثیر عوامل بازار، عرضه و تقاضا، ژئوپلیتیک و عوامل دیگر قرار می‌گیرد و خطر نوسان وجود دارد. در دوره‌هایی که قیمت گاز بالاست، مزیت هزینه‌های عملیاتی ممکن است کاهش یابد یا حتی از بین برود.

کارایی کمتر نسبت به دیزل (فقط در چرخه ساده):

در کاربردهای تولید برق ساده (نه تولید مشترک)، مجموعه‌های جنراتور دیزل مدرن با سطح فناوری مشابه معمولاً برق را با کارایی بیشتری نسبت به واحد‌های مصرف داخلی گاز طبیعی تولید می‌کنند (کارایی دیزل می‌تواند تا ۴۰ تا ۵۰ درصد باشد). با این حال، واحد‌های گاز طبیعی مزایای محیط زیستی و صوتی قابل توجهی ارائه می‌دهند.

مشکلات گاز چرب:

هرچند متان هنگام سوزش تمیز است، اما ممکن است تخلیه متان در طول استخراج، پردازش و حمل گاز طبیعی رخ دهد. متان گاز گلخانه‌ای قوی با اثر گلخانه‌ای کوتاه‌مدت بسیار بیشتر از دی‌اکسید کربن است. کاهش تخلیه متان در سراسر زنجیره تأمین موضوع مهمی محیطی است.

نیازمندی‌های ایمنی بالا:

گاز طبیعی قابل اشتعال و انفجار است و نیازمند شرایط ایمنی بسیار صریح برای طراحی اتاق مولد، تهویه، آشکارسازی لغزش گاز، سیستم‌های محافظت در برابر آتش و رویه‌های عملیاتی است.

سناریوهای کاربردی اصلی
انرژی توزیع‌شده: نزدیک به کاربران نصب می‌شود (مانند کارخانه‌ها، بیمارستان‌ها، مرکز داده، مراکز خرید، محله‌ها) که برق و گرما (CHP) را فراهم می‌آورد، کارایی انرژی را افزایش می‌دهد و قابلیت اطمینان تأمین انرژی را بالا می‌برد.

سیستم تولید حرارت و برق مشترک (CHP): مولد‌های گاز طبیعی اسب‌های کاری CHP کارآمد هستند.

توانایی پشتیبان: برای مکان‌هایی که دارای تأمین گاز ثابت و نیازمند حفاظت از محیط زیست و کاهش صدا هستند (مانند بیمارستان‌ها، مرکز داده‌ها، هاب‌های ارتباطی، ساختمان‌های درجه‌بالا).

توانایی پایه یا قله‌ای: به عنوان منبع توان پایه تمیز یا قدرت انعطاف‌پذیر قله‌ای در شبکه (توربین‌های گازی به خصوص برای تولید قله‌ای مناسب هستند).

استفاده از گاز مرتبط/غیرمعمول: تولید برق از گاز طبیعی یا بیوگاز تولید شده در محل در معدن‌های نفت و گاز، محل‌های دفن زباله، ایستگاه‌های تصفیه فاضلاب، و غیره.

مناطق دورافتاده (هنگامی که تأمین گاز موجود باشد): به عنوان منبع اصلی برق یا منبع مهم برق در مناطق دورافتاده که در آنجا میدان‌های گاز طبیعی وجود دارد یا می‌توان از طریق CNG/LNG گاز را تأمین کرد.

خلاصه
ویژگی‌های اصلی موتورهای برقی گاز طبیعی شامل نسبتاً پاک بودن و دوست داشتن محیط زیست، صدای کم عملکرد، مناسب بودن برای تولید مشترک انرژی (کوپroduction) و هزینه‌های عملیاتی مزیت‌آور در مناطقی که منابع گاز ثابتی دارند است. قدرت‌های اصلی آن در دوست داشتن محیط زیست و پتانسیل کارآمد تولید مشترک انرژی قرار دارد. با این حال، به شدت وابسته به زیرساخت‌های تأمین گاز (به ویژه لوله‌کشی‌ها) است و هزینه استفاده از آن در جاهایی که لوله‌کشی موجود نیست می‌تواند به طور قابل توجهی افزایش یابد. هزینه‌های سرمایه‌گذاری اولیه نیز معمولاً بالا هستند و خطر نوسان قیمت گاز وجود دارد. انتخاب یک موتور برقی گاز طبیعی نیازمند ترکیبی از شرایط گاز محلی، الزامات محیط زیست، بودجه سرمایه‌گذاری اولیه، هزینه‌های عملیاتی و نیاز به تولید مشترک انرژی است.

خلاصه: دوست داشتن محیط زیست، آرام، مناسب برای تولید مشترک، اما 'وابسته به مکان' (وابسته به تسهیلات تأمین گاز).