Set generator cu gaz natural de 300 kW cu consum redus de energie și eficiență ridicată

Beneficii de bază
Prietenoase cu mediul înconjurător (relativ curat):

Emisii reduse: Arderea gazei naturale produce semnificativ mai puțini poluanți decât cărbunele și dizelul. Emissiile de dioxid de carbon sunt cu aproximativ 50% mai mici decât la cărbune și cu aproximativ 30% mai mici decât la ulei. Emissiile de oxide de azot, oxide de sulf și particule solide sunt de asemenea mult mai mici decât la cărbune și dizel.

Fără otel/șarpe: Arderea produce practic niciun otel sau șarpe, reducând nevoia de a elimina deșeuri solide.

Cost al combustibilului și disponibilitate:

Economii Relative: În zonele în care gazul natural este abundent și infrastructura de conducte este bine stabilizată, gazul natural este adesea mai accesibil decât combustibilii lichizi precum dizelul (în special dacă gazul prin conductă este disponibil).

Stabilitatea aprovizionării (gaz prin conducte): Gazul natural livrat prin conducte este, în general, mai stabil și fiabil decât combustibilul diesel, care necesită transport frecvent și stocare (în cazul în care rețeaua de conducte este bine dezvoltată).

Performanță operațională:

Porneală rapidă și răspuns prompt: Grupurile electrogene cu gaz au, de regulă, un timp scurt de pornire și o capacitate rapidă de răspuns la sarcini, ceea ce le face ideale pentru putere de rezervă sau mutarea vârfurilor de consum.

Funcționare fluidă și zgomot redus: Procesul de combure a gazului natural este relativ fluid, iar vibrațiile și zgomotul sunt, de obicei, mai mici decât la grupurile electrogene diesel de aceeași putere.

Costuri de întreținere mai joase (comparativ cu unele tipuri): Gazul natural arde mai curat și produce mai puțin carbon și contaminare a lubrifiantelor, astfel că plugurile de aprindere, inelele piston, lubrifiantii etc. pot avea intervale mai lungi de înlocuire și o întreținere relativ mai mică (specially comparativ cu șirul greu sau cărbunele).

Eficiență:

Eficiențe mai ridicate: Seturile moderne de generare alimentate cu gaz natural (în special motoarele cu combustie internă și turbinele gaze) au o eficiență ridicată pentru generarea de energie electrică. Motoarele cu combustie pe gaz au de obicei eficiențe în jurul 35-45%, unitățile cu eficiență ridicată ajungând la 48% sau mai mult. Turbinele cu gaz au o gamă largă de eficiențe, de la aproximativ 30-40% pentru cicluri simple la peste 60% pentru cicluri combinate.

Potențial ridicat pentru cogerare: Generatoarele cu gaz natural sunt bine adaptate cogerării. Cu temperaturi ridicate ale exauselor și a apei din tubulajul cilindric, precum și cu o eficiență ridicată de recuperare a căldurii pierdute, acestea pot genera atât electricitate cât și căldură utilă (par sau apă caldă), creșând eficiența globală de utilizare a energiei la 70%-90%, îmbunătățind semnificativ economia și protecția mediului.

Flexibilitate în ceea ce privește combustibilul:

Unele unități sunt proiectate pentru a fi compatibile cu o gamă largă de combustibili gazoși, cum ar fi biogazul, metanul din lacurile de cărbune, gazele din depozitele de deșeuri sau gazele asociate petrolierului, ceea ce îmbunătățește flexibilitatea utilizării resurselor.

Dezavantaje și provocări principale
Dependență ridicată de infrastructură:

Limitările rețelei de conducte: Cel mai mare obstacol este necesitatea de a se conecta la rețeaua de conducte de gaz natural. În zonele unde conductele nu sunt disponibile, utilizarea LNG-ului sau CNG-ului poate adăuga costuri semnificative și complexitate.

Stocarea și transportul LNG/CNG: Utilizarea LNG-ului sau CNG-ului necesită rezervoare criogenice specializate sau cilindri sub presiune ridicață, precum și facilități corespunzătoare de transport și umplere, ceea ce crește costurile inițiale și de exploatare, putând să prezinte și riscuri de siguranță (care trebuie regulate strict).

Costurile inițiale:

Costul de cumpărare al ansamblului cu gaz natural este, de regulă, mai ridicat decât cel al unui ansamblu cu motor diesel de aceeași putere. Dacă este necesară construcția unei instalații de conexiune la gaz natural (stație de reglator, etc.) sau a unui sistem de stocare și reîncărcare LNG/CNG, investiția inițială va fi chiar mai mare.

Volatilitatea costurilor de combustibil:

Prețul gazului natural este influențat în mod semnificativ de ofertă și cerere pe piață, geopolitica și alte factori, existând riscul de fluctuații. În perioadele de prețuri ridicate ale gazelor, avantajul de cost al funcționării poate scădea sau chiar să dispară.

Eficiență ușor mai redusă față de diesel (numai ciclu simplu):

În aplicațiile de generare electrică simple (nu cogenerare), ansamblurile moderne cu motor diesel de aceeași nivel tehnic generează de obicei energie electrică cu o eficiență ușor mai ridicată decât unitățile cu combustie internă alimentate cu gaz natural (eficiențele diesel pot ajunge până la 40-50 procente). Cu toate acestea, unitățile cu gaz natural oferă avantaje semnificative din punct de vedere ecologic și zgomot.

Probleme legate de scaparea metanului:

Deși este curat când este ars, metanul poate să se scape în timpul extragerii, procesării și transportului gazei naturale. Metanul este un gaz cu efect de seră puternic, având un efect de seră pe termen scurt mult mai mare decât dioxidul de carbon. Reducerea scaperii de metan pe tot parcursul lanțului de aprovizionare este o problemă importantă de mediu.

Cerințe ridicate de siguranță:

Gazul natural este inflamabil și explosiv și are cerințe de siguranță foarte stricte pentru proiectarea camerei de generatoare, ventilare, detectare a scaperilor de gaz, sisteme de protecție împotriva incendiilor și proceduri de operare.

Scenarii Principale de Aplicare
Energie Distribuită: Instalată în apropiere de utilizatori (de exemplu, fabrici, spitale, centre de date, mall-uri, cartiere), aceasta oferă electricitate și căldură (CHP), îmbunătățește eficiența energetică și crește fiabilitatea aprovizionării cu energie.

Generatoare cu gaz natural (CHP): Generatoarele cu gaz natural sunt motoarele principale ale unui CHP eficient.

Energie de rezervă: Pentru locații cu alimentare stabilă de gaze conducte și cu cerințe privind protecția mediului și zgomot (de exemplu, spitale, centre de date, huburi de comunicație, clădiri de top).

Energie de bază sau de creștă: Ca sursă curată de energie de bază sau ca energie flexibilă de creștă în rețea (turbinele cu gaz sunt deosebit de potrivite pentru producția de energie de creștă).

Utilizarea gazei asociate/nesupuse convenționalelor: Generarea de electricitate din gaz natural sau biogaz produs in situ la câmpurile de țiței și gaze, dezlănțuirile, plantele de tratament a apelor uzate, etc.

Aree îndepărtate (când este disponibilă alimentarea cu gaz): Ca sursă principală de energie sau ca sursă importantă de energie în zonele îndepărtate unde există câmpuri de gaz natural sau unde gazul poate fi furnizat prin CNG/LNG.

Rezumat
Caracteristicile principale ale generatorilor cu gaz natural sunt relativ curate și prietenoase cu mediul, au un zgomot de funcționare redus, sunt potrivite pentru cogenerare și beneficiază de costuri de exploatare avantajoase în zonele cu surse stabile de gaz. Puterea lor centrală constă în prietenia cu mediul și potențialul său eficient de cogenerare. Cu toate acestea, depind în mod semnificativ de infrastructura de aprovizionare cu gaz (în special conductele), iar costurile de utilizare în locații fără conducte pot crește semnificativ. Costurile inițiale de investiție sunt de asemenea, de regulă, mari, iar există riscul volatilității prețurilor de gaz. Alegerea unui generator cu gaz natural necesită o combinație dintre condițiile locale de gaz, cerințele de mediu, bugetul de investiție inițial, costurile de exploatare și nevoia de cogenerare.

În scurt: prietenoase cu mediul, liniștite, potrivite pentru cogenerare, dar ‘dependente de locație’ (dependente de facilitățile de aprovizionare cu gaz).