Groupe électrogène au gaz naturel 300KW à faible consommation d'énergie et haute efficacité

Bénéfices principaux
Respectueux de l'environnement (relativement propre) :

Faibles émissions : la combustion du gaz naturel produit beaucoup moins de polluants que le charbon et le diesel. Les émissions de dioxyde de carbone sont d'environ 50 % inférieures à celles du charbon et environ 30 % inférieures à celles du pétrole. Les émissions d'oxydes d'azote, d'oxydes de soufre et de matières particulaires sont également beaucoup plus faibles que pour le charbon et le diesel.

Pas de suie/cendres : la combustion ne produit pratiquement pas de suie ou de cendres, réduisant ainsi la nécessité de se débarrasser des déchets solides.

Coût et disponibilité du carburant :

Économie relative : dans les régions où le gaz naturel est abondant et où l'infrastructure de pipeline est bien développée, le gaz naturel est souvent plus abordable que les carburants liquides tels que le diesel (en particulier si du gaz par pipeline est disponible).

Stabilité de l'approvisionnement (gaz par pipeline) : le gaz naturel livré par pipeline est généralement plus stable et fiable que le carburant diesel, qui nécessite un transport et un stockage fréquents (à condition que le réseau de pipelines soit bien établi).

Performance opérationnelle :

Démarrage et réponse rapides : les groupes électrogènes au gaz ont généralement un temps de démarrage court et une réponse de charge rapide, ce qui les rend idéaux pour l'alimentation de secours ou le décalage de pointe.

Fonctionnement doux et faible bruit : le processus de combustion du gaz naturel est relativement fluide, la vibration et le bruit sont généralement inférieurs à ceux des groupes électrogènes diesel de même puissance.

Coûts de maintenance plus faibles (par rapport à certains types) : le gaz naturel brûle plus proprement et produit moins de carbone et de contamination des lubrifiants, donc les bougies d'allumage, les segments de piston, les lubrifiants, etc., peuvent avoir des intervalles de remplacement relativement plus longs et nécessiter moins d'entretien (en particulier par rapport aux huiles lourdes ou au charbon).

Efficacité :

Efficiences plus élevées : Les ensembles de génération au gaz naturel modernes (en particulier les moteurs à combustion interne au gaz et les turbines à gaz) présentent des rendements élevés pour la production d'électricité. Les moteurs à combustion au gaz ont généralement des rendements d'environ 35-45 %, avec des unités haute efficacité atteignant 48 % ou plus. Les turbines à gaz couvrent une large gamme de rendements, d'environ 30-40 % pour les cycles simples à plus de 60 % pour les cycles combinés.

Fort potentiel pour la cogénération : Les générateurs au gaz naturel sont bien adaptés à la cogénération. Avec leurs températures élevées d'échappement et d'eau de la chemise de cylindre ainsi qu'une haute efficacité de récupération de chaleur perdue, ils peuvent produire à la fois de l'électricité et de la chaleur utile ( vapeur ou eau chaude), augmentant ainsi l'efficacité globale de l'utilisation de l'énergie à 70 %-90 %, améliorant considérablement l'économie et la protection de l'environnement.

Flexibilité du carburant :

Certaines unités sont conçues pour être compatibles avec une large gamme de carburants gazeux, tels que le biogaz, le méthane des lits de charbon, le gaz issu des décharges, le gaz pétrolier associé, etc., ce qui améliore la flexibilité de l'utilisation des ressources.

Inconvénients principaux et défis
Fort dépendance vis-à-vis des infrastructures :

Contraintes liées aux pipelines : La plus grande limitation réside dans la nécessité de se connecter au réseau de pipelines de gaz naturel. Dans les zones où les pipelines ne sont pas disponibles, l'utilisation de GNL ou de GNC peut entraîner des coûts et une complexité significatifs.

Stockage et transport du GNL/GNC : L'utilisation de GNL ou de GNC nécessite des réservoirs cryogéniques spécialisés ou des cylindres à haute pression, ainsi que des installations correspondantes de transport et de remplissage, ce qui augmente les coûts initiaux d'investissement et d'exploitation, et peut poser des risques pour la sécurité (qui doivent être strictement réglementés).

Coûts d'investissement initial :

Le coût d'achat du groupe électrogène au gaz naturel est généralement plus élevé que celui d'un groupe électrogène diesel de même puissance. Si une installation de connexion au gaz naturel (station de régulation, etc.) ou un système de stockage et de ravitaillement en LNG/CNG doit également être construit, l'investissement initial sera encore plus élevé.

Volatilité du coût du carburant :

Le prix du gaz naturel est fortement influencé par l'offre et la demande sur le marché, la géopolitique et d'autres facteurs, avec un risque de fluctuations. Pendant les périodes de prix élevés du gaz, l'avantage en termes de coûts de fonctionnement peut diminuer voire disparaître.

Efficacité légèrement inférieure par rapport au diesel (cycle simple uniquement) :

Dans les applications de production d'électricité simples (et non cogénération), les groupes électrogènes diesel modernes à haute vitesse de même niveau technologique produisent généralement de l'électricité avec des rendements légèrement supérieurs aux unités à combustion interne au gaz naturel (les rendements des diesels peuvent atteindre jusqu'à 40-50 %). Cependant, les unités au gaz naturel offrent des avantages environnementaux et acoustiques significatifs.

Problèmes d'évasion de méthane :

Bien que propre lorsqu'il est brûlé, des fuites de méthane peuvent survenir lors de l'extraction, du traitement et du transport du gaz naturel. Le méthane est un puissant gaz à effet de serre ayant un impact bien plus élevé à court terme que le dioxyde de carbone. Réduire les fuites de méthane tout au long de la chaîne d'approvisionnement est une question environnementale importante.

Exigences de sécurité élevées :

Le gaz naturel est inflammable et explosif, et impose des exigences de sécurité très strictes pour la conception de la salle des générateurs, la ventilation, la détection de fuites de gaz, les systèmes de protection contre l'incendie et les procédures d'exploitation.

Principaux scénarios d'application
Énergie distribuée : Installée près des utilisateurs (par ex. usines, hôpitaux, centres de données, centres commerciaux, quartiers), elle fournit de l'électricité et de la chaleur (CPE), améliore l'efficacité énergétique et renforce la fiabilité de l'approvisionnement en énergie.

Production combinée de chaleur et d'électricité (PCE) : Les générateurs au gaz naturel sont les moteurs principaux pour une PCE efficace.

Énergie de secours : Pour les lieux avec une alimentation en gaz stable et des exigences en matière de protection de l'environnement et de bruit (par ex. hôpitaux, centres de données, nœuds de communication, immeubles haut de gamme).

Puissance de base ou de pointe : En tant que puissance de base propre ou puissance de pointe flexible dans le réseau (les turbines à gaz sont particulièrement adaptées pour la production de pointe).

Utilisation du gaz associé/non conventionnel : Production d'électricité à partir de gaz naturel ou de biogaz produit sur place dans les champs pétroliers et gazières, les décharges, les stations d'épuration des eaux usées, etc.

Zones éloignées (lorsque l'approvisionnement en gaz est disponible) : En tant que source principale d'énergie ou source importante d'énergie dans les zones reculées où il y a des champs de gaz naturel ou où le gaz peut être fourni via le GNC/GNL.

RÉSUMÉ
Les principales caractéristiques des générateurs au gaz naturel sont une relative propreté et un respect de l'environnement, un faible bruit de fonctionnement, une adaptabilité à la cogénération, et des coûts d'exploitation avantageux dans les zones disposant de sources stables de gaz. Leurs points forts résident dans leur respect de l'environnement et leur potentiel de cogénération efficace. Cependant, ils dépendent fortement des infrastructures de distribution de gaz (notamment les pipelines), et le coût de leur utilisation peut augmenter considérablement là où les pipelines ne sont pas disponibles. Les coûts initiaux d'investissement sont également généralement élevés, avec un risque de volatilité des prix du gaz. Le choix d'un générateur au gaz naturel nécessite une combinaison des conditions locales en matière de gaz, des exigences environnementales, du budget initial d'investissement, des coûts d'exploitation et du besoin de cogénération.

En résumé : respectueux de l'environnement, silencieux, adaptés à la cogénération, mais ‘dépendants du lieu’ (dépendants des installations de fourniture de gaz).