Kiina hyvä laatu Maakaasu Biokaasu Nestemäinen Propanikaasu Varavarasto Energiantuotanto Kaasujeneraattoriryhmä

Ydinettäiset
Ympäristöystävällinen (suhteellisesti puhtaas):

Pienet päästöt: Luonnonkaasun poltto tuottaa huomattavasti vähemmän saastetta kuin hiili ja diesel. Hiilidioksidipäästöt ovat noin 50 prosenttia vähemmät kuin hiilillä ja noin 30 prosenttia vähemmät kuin öljyllä. Nitrogeniksidipäästöt, rikki- ja hiekka- sekä hiukkaspäästöt ovat myös paljon alempia kuin hiilillä ja diesellä.

Ei sootia/harmaa: Polttaminen tuottaa virtuaalisesti ei mitään sootia tai harmaa, mikä vähentää kiinteän jätteen käsittelytarpeita.

Polttainekustannukset ja saatavuus:

Suhteelliset taloudellisuusasemat: Alueilla, joilla luonnonkaasu on runsaasti saatavilla ja putkistusinfrastruktuuri on hyvin kehitetty, luonnonkaasu on usein edullisempi kuin nestemäiset polttoaineet, kuten diesel (erityisesti jos putkistettua kaasua on saatavilla).

Toimituksen vakaus (putkistettu kaasu): Putkistettuja kaasuja toimitetaan yleensä vakaammin ja luotettavammin kuin dieselia, joka vaatii useaan otteeseen kuljetusta ja varastointia (jos putkistusverkosto on hyvin kehitetty).

Toimintasuorituskyky:

Nopea käynnistys ja vastaus: Kaasupohjaiset generaattorit ovat tyypillisesti lyhyt käynnistysaika ja nopea kuormavastaus, mikä tekee niistä ideaalisia varatoimittajiksi tai huipputasapainoon siirtämiseen.

Sujuva toiminta ja matala kohina: luonnonkaasun poltto-prosessi on suhteellisen sujuva, värinä ja kohina ovat yleensä pienempiä kuin saman tehoisilla dieselgeneraattoreilla.

Matalammat ylläpitokustannukset (joissakin tyypeissä verrattuna): Luonnonkaasu poltetaan puhtaammin ja tuottaa vähemmän hiiltä ja öljyn saastumista, joten sparkkuplienit, pisara-kierrät, öljyt jne. saattavat tarvita vaihtoa harvemmin ja niiden huoltotoimenpiteitä voi olla vähemmän (erityisesti raskasta polttoöljyä tai hiilistä verrattuna).

Tehokkuus:

Korkeammat tehokkuudet: Modernit luonnonkaasupohjaiset generaattorit (erityisesti kaasusisäispoltomoottorit ja kaasuturbiinit) ovat tehokkaita sähkön tuotannossa. Kaasupoltomoottorien tehokkuus on yleensä noin 35-45 prosenttia, ja korkean tehokkuuden yksiköt voivat saavuttaa 48 prosentin tai enemmän. Kaasuturbiinit voivat saavuttaa tehokkuuksia noin 30-40 prosentilla yksinkertaisilla kykleillä ja yli 60 prosenttia yhdistetyillä kykleillä.

Suuri potentiaali yhdysvoimatuotannolle: Luonnonkaasugeneraattorit sopivat hyvin yhdysvoimatuotantoon. Niiden korkeilla päästö- ja sylinterin vesilämpötiloilla ja tehokkaalla hukkuelämyksen palauttamisella ne voivat tuottaa sekä sähköä että hyödyllistä lämpöä (höyryä tai kuumaa vettä), mikä nostaa yhdistetyn energian käyttöeffektiivisuuden 70–90 %:iin, parantamalla merkittävästi taloudellisuutta ja ympäristönsuojelua.

Polttoaineen joustavuus:

Joitakin yksiköitä on suunniteltu toimimaan laajen polttoviitekentän kanssa, kuten biokaasu, hiilipuuveden kaasu, mullikaauso, öljyn liittyvät kaasut jne., mikä parantaa resurssien käytön joustavuutta.

Ytimiset haitat ja haasteet
Suuri riippuvuus infrastruktuurista:

Putkien rajoitukset: Suurin rajoite on tarve yhdistää luonnonkaasuputkisto-verkkoon. Neulojen saatavuudeton alueilla LNG:n tai CNG:n käyttö voi lisätä merkittävästi kustannuksia ja monimutkaisuutta.

LNG/CNG-varasto ja -kulkutapa: LNG:n tai CNG:n käyttö vaatii erikoisia kyrogeenisetankoja tai korkean paineen silimoita sekä vastaavia kuljetus- ja täytönäkymälaitteita, jotka nostavat alkuperäisen sijoituksen ja toimintakustannukset ja voivat aiheuttaa turvallisuusriskiä (joita on säädeltävä tiukasti).

Alkuperäiset sijoituskustannukset:

Luonnonkaasugeneraattorin ostokustannukset itsessään ovat usein korkeammat kuin saman tehoalueen dieselgeneraattorin. Jos myös luonnonkaasuyhteyden asennus (säätelyasema jne.) tai LNG/CNG-varastointi- ja polttoainetäytölaitteisto on rakennettava, alkuperäinen sijoituskulu nousee entisestään.

Poltoainekustannusten epävarmuus:

Luonnonkaasun hinta vaikuttaa merkittävästi markkinoiden tarjontaan ja kysyntään, geopolitiikkaan ja muihin tekijöihin, ja siihen liittyy vaihteluriski. Korkeiden kaasuhintojen aikana toimintakustannuksien etuus voi heikentyä tai jopa katoaa.

Hieman alhaisempi tehokkuus dieselin nähden (vain yksinkertaisessa kykleissä):

Yksinkertaisissa sähköntuotantosovelluksissa (ei ketjuytimistössä) saman teknologiasuuren moderneja korkean nopeuden dieselsähköasemia yleensä tuottavat sähköä hieman tehokkaammin kuin luonnonkaasupohjaiset sisäpoltomoottorilaitteistot (dieselin tehokkuus voi nousta 40-50 prosenttiin). Kuitenkin luonnonkaasuyksiköt tarjoavat merkittäviä ympäristö- ja melueroja.

Methaanipäästöongelmat:

Vaikka kaasu poltettaessa on puhdas, metaanivuotoja voi esiintyä luonnonkaasun purkamisen, käsittelyn ja kuljetuksen aikana. Metaani on voimakas ilmastonmuutoskaasu, jonka lyhyen aikavälin ilmakehityseffekti on paljon suurempi kuin hiilidioksidin. Mitaan vuotojen vähentäminen koko toimitusketjussa on tärkeä ympäristöongelma.

Korkeat turvallisuusvaatimukset:

Luonnonkaasu on syttyvä ja räjähdysaltainen, ja sille on asetettu erittäin tiukat turvallisuusvaatimukset generaattorihuoneen suunnittelussa, ilmanvaihdossa, kaasuvuotojen havaitsemisessa, tulipuolustussysteemeissä ja toimintaohjeissa.

Pääasialliset käyttötapahtumat
Jaettu energia: Asennetaan käyttäjiiden lähelle (esim. tehtaat, sairaalat, datkeskukset, ostoskeskukset, viheralueet), se tuottaa sähköä ja lämpöä (CHP), parantaa energiatehokkuutta ja lisää energian tarjoamisen luotettavuutta.

Yhdistetty sähkön ja lämpöenergian tuonti (CHP): Luonnonkaasugeneraattorit ovat tehokkaan CHP:n työheiniä.

Varaustoiminta: Käytettäväkseni paikoille, joilla on vakaa kaasutoimitus ja ympäristönsuojelun ja melun vaatimukset (esim. sairaalat, tietokeskus, viestintäkeskukset, korkean tason rakennukset).

Perustoiminta tai huipputoiminta: Siistinä perustoimintana tai joustavana huipputoimintana verkossa (kaasuturbiinit sopivat erityisen hyvin huipputoimintaan).

Liittyvän/unkonventiaalisen kaasun käyttö: Sähköntuotannon tuottaminen luonnostaan olevasta kaasusta tai biokaasusta öljyn- ja kaasukentissä, jätekipuissa, hiekkauspesuasemissa jne.

Kaukopohjaiset alueet (jos kaasutoimitus on saatavilla): Päätoimintana tai tärkeänä toimintana kaukopohjaisilla alueilla, joilla on luonnonkaasukentät tai joilla kaasu voidaan toimittaa CNG/LNG:n kautta.

Yhteenveto
Luonnonkaasupohjaisen generaattorin keskeiset ominaisuudet ovat suhteellisen puhtaat ja ympäristöystävälliset, matala toimintakohina, sopivat kogeneraatiolle ja edulliset toimintakustannukset alueilla, joilla on vakaa kaasulähde. Niiden ytimessä olevat vahvuudet ovat ympäristöystävällisyydessä ja tehokkaassa kogenerointipotentiaalissa. Se on kuitenkin erittäin riippuvainen kaasujen toimitusinfrastruktuurista (erityisesti putouksista), ja paikoilla, joilla putkoja ei ole saatavilla, käyttökustannukset voivat nousta merkittävästi. Alkuinvestointikustannukset ovat myös tyypillisesti korkeat, ja kaasenhintaan liittyy volatiilisuusriski. Luonnonkaasupohaisen generaattorin valitseminen vaatii yhdistämistä paikallisiin kaasuoletuksiin, ympäristövaatimuksiin, alkuperäiseen investointibudjettiin, toimintakustannuksiin ja kogeneroinnin tarpeeseen.

Lyhyesti: ympäristöystävällinen, hiljainen, sopiva kogeneraatiolle, mutta 'paikkadependentti' (riippuu kaasutoimituslaitteistoista).