Niskie zużycie energii i wysoka wydajność agregatu prądotwórczego na gaz ziemny o mocy 300 kW

Podstawowe korzyści
Przyjazne środowisku (relatywnie czyste):

Niskie emisje: Spalanie gazu ziemnego wydaje znacznie mniej zanieczyszczeń niż węgiel i olej dieselowy. Emisje dwutlenku węgla są o około 50 procent mniejsze niż w przypadku węgla i o około 30 procent mniejsze niż w przypadku ropy naftowej. Emisje tlenków azotu, tlenków siarki i pyłu są również znacznie niższe niż w przypadku węgla i diesela.

Brak sadzy/ popiołu: Spalanie wydaje wirtualnie żadnej sadzy lub popiołu, co zmniejsza potrzebę pozbywania się odpadów stałych.

Koszt paliwa i dostępność:

Relatywna ekonomia: W regionach, gdzie gaz ziemny jest obfity, a infrastruktura rurociągów jest dobrze rozwinięta, gaz ziemny często jest tańszy niż paliwa ciekawe, takie jak diesel (szczególnie jeśli dostępny jest gaz przewożony rurociągiem).

Stabilność dostaw (gaz przewodowy): Gaz ziemny dostarczany przez sieć przewodową jest ogólnie bardziej stabilny i niezawodny niż olej napędowy, który wymaga częstego transportu i magazynowania (o ile sieć przewodowa jest dobrze rozwinięta).

Wydajność operacyjna:

Szybkie uruchamianie i reakcja: Zestawy generujące na gazzie zazwyczaj mają krótki czas startu i szybką odpowiedź na obciążenie, co czyni je idealnymi do zasilania rezerwowego lub zmiany pików.

Płynne działanie i niski poziom hałasu: Proces spalania gazu ziemnego jest względnie płynny, drgania i hałas są zwykle mniejsze niż w zestawach generujących o tej samej mocy napędzanych dieselem.

Niższe koszty konserwacji (w stosunku do niektórych typów): Gaz ziemny spala się czystiej i wydziela mniej węgla oraz zanieczyszczeń smarowych, więc świeczki iskrowe, pierścienie tłokowe, smary itp. mogą mieć dłuższe interwały wymiany i mniej konserwacji (szczególnie w porównaniu do ciężkiego ropa napędowa lub węgla).

Wydajność:

Wyższe efektywności: Nowoczesne zestawy generujące z napędem gazowym (szczególnie silniki spalinowe i turbiny gazowe) mają wysokie efektywności przy generowaniu energii. Silniki spalinowe zazwyczaj osiągają efektywności około 35-45%, przy czym jednostki o wysokiej efektywności mogą osiągnąć 48% lub więcej. Turbiny gazowe oferują szeroki zakres efektywności, od około 30-40% dla cykli prostych do ponad 60% dla cykli połączonych.

Wysoki potencjał wytwarzania ciepła wraz z energią elektryczną: Generatory gazowe są dobrze przystosowane do wykorzystania technologii cogeneracji. Dzięki wysokim temperaturom spalin i wody z cylindrów oraz wysokiej efektywności odzysku ciepła odpadowego mogą one generować zarówno energię elektryczną, jak i użyteczne ciepło (parę lub gorącą wodę), co zwiększa ogólną efektywność wykorzystania energii do 70%-90%, znacząco poprawiając gospodarkę i ochronę środowiska.

Elastyczność paliwa:

Niektóre jednostki są projektowane tak, aby móc współpracować z szerokim zakresem gazowych paliw, takich jak biogaz, metan węglowy, gaz z wysypisk, gaz naftowy towarzyszący itp., co poprawia elastyczność wykorzystania zasobów.

Podstawowe wady i wyzwania
Wysoka zależność od infrastruktury:

Ograniczenia związane z rurociągami: Największym ograniczeniem jest konieczność połączenia się z siecią rurociągów przewozących gaz ziemny. W regionach, gdzie rurociągi nie są dostępne, użycie LNG lub CNG może znacząco zwiększyć koszty i złożoność.

Przechowywanie i transport LNG/CNG: Użycie LNG lub CNG wymaga specjalistycznych zbiorników kriogenicznych lub cylindrów wysokiej presji, a także odpowiednich zakładów transportowych i stacji zatankowywania, co zwiększa koszty początkowe i eksploatacyjne oraz może niesieć w себе ryzyko dla bezpieczeństwa (co musi być ściśle regulowane).

Koszty początkowych inwestycji:

Koszt zakupu samego zestawu generującego gaz ziemny jest zwykle wyższy niż koszt zestawu generującego naftę o tej samej mocy. Jeśli również trzeba będzie zbudować instalację dołączania gazu naturalnego (stacja regulacyjna itp.) lub system magazynowania i tankowania LNG/CNG, początkowe inwestycje będą jeszcze wyższe.

Wolatylność kosztów paliwa:

Cena gazu naturalnego jest silnie zależna od podaży i popytu rynkowego, geopolityki i innych czynników, a istnieje ryzyko zmienności. W okresach wysokich cen gazu przewaga w zakresie kosztów eksploatacji może zniknąć lub nawet wcale nie wystąpić.

Lekko niższa wydajność w porównaniu z napędem na ropy naftowej (tylko cykl prosty):

W aplikacjach jedynie produkcyjnych energii elektrycznej (bez ciepła cogeneracji), nowoczesne wysokoprędkościowe zestawy generujące na ropie naftowej tej samej klasy technologicznej zazwyczaj generują energię elektryczną z lekko większą wydajnością niż jednostki spalinowe oparte na gazie naturalnym (wydajność generatorów na ropie naftowej może wynosić nawet 40-50 procent). Jednakże, jednostki gazowe oferują znaczące przewagi środowiskowe i dźwiękowe.

Problemy ucieczki metanu:

Chociaż czysty podczas spalania, metan może uciekać podczas wydobywania, przetwarzania i transportu gazu ziemnego. Metan jest potężnym gazem cieplarnianym, który ma znacznie większy krótkoterminowy efekt cieplarniany niż dwutlenek węgla. Zmniejszenie ucieczki metanu na całej linii dostaw toważystna kwestia środowiskowa.

Wysokie wymagania dotyczące bezpieczeństwa:

Gaz ziemny jest łatwopalny i wybuchowy, a dla projektowania pomieszczeń z generatorem, wentylacji, wykrywania przecieków gazu, systemów ochrony przed pożarami oraz procedur eksploatacyjnych obowiązują bardzo ściśle określone wymagania bezpieczeństwa.

Główne scenariusze zastosowań
Rozproszona energia: Montowana blisko użytkowników (np. fabryk, szpitali, centrów danych, centrów handlowych, osiedli), zapewnia elektryczność i ciepło (CHP), poprawia wydajność energetyczną i zwiększa niezawodność dostaw energii.

Współczynnik Ciepła i Mocy (CHP): Generatory gazowe są podstawowymi elementami w efektywnym CHP.

Zapasowa energia: Dla miejsc z stabilnym dopływem gazu rurociągu i wymaganiami dotyczącymi ochrony środowiska oraz hałasu (np. szpitale, centra danych, węzły komunikacyjne, prestiżowe budynki).

Energia bazowa lub szczytowa: Jako czysta energia bazowa lub elastyczna energia szczytowa w sieci (gazowe turbiny są szczególnie odpowiednie do wykorzystania w energii szczytowej).

Wykorzystanie gazów towarzyszących/niekonwencjonalnych: Produkcja elektryczności z przyrodniczego gazu ziemnego lub biogazu generowanego na miejscu w polach naftowych i gazu ziemnego, na wysypiskach, w oczyszczalniach ścieków itp.

Odległe regiony (gdy dostępne jest zaopatrzenie w gaz): Jako główna źródło energii lub ważne źródło energii w odległych rejonach, gdzie znajdują się pola gazu ziemnego lub gdzie gaz może być dostarczany przez CNG/LNG.

PODSUMOWANIE
Główne cechy generatorów gazowych to względnie czysta i przyjazna środowisku energia, niski poziom hałasu podczas pracy, nadanie się do wykorzystania w koprodukcji oraz korzystne koszty eksploatacji w regionach z stabilnymi źródłami gazu. Ich główne zalety leżą w przyjazności dla środowiska i efektywnym potencjale koprodukcji. Jednakże, są one silnie zależne od infrastruktury dostaw gazu (zwłaszcza rurociągów), a koszt ich użytkowania w miejscach bez dostępnych rurociągów może znacząco wzrosnąć. Koszty początkowe inwestycji są również zwykle wysokie, a istnieje ryzyko zmienności cen gazu. Wybór generatora gazowego wymaga uwzględnienia lokalnych warunków gazowych, wymagań środowiskowych, budżetu początkowej inwestycji, kosztów eksploatacji oraz potrzeby wykorzystania koprodukcji.

W skrócie: przyjazny środowisku, cichy, nadający się do koprodukcji, ale „zależny od lokalizacji” (zależny od instalacji dostaw gazu).