เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติ 300 กิโลวัตต์ประสิทธิภาพสูงและใช้พลังงานต่ำ

ประโยชน์หลัก
เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (ค่อนข้างสะอาด):

การปล่อยมลพิษต่ำ: การเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติสร้างมลพิษน้อยกว่าถ่านหินและดีเซลอย่างมาก ปริมาณการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์น้อยกว่าถ่านหินประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ และน้อยกว่าน้ำมันประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ การปล่อยไนโตรเจนออกไซด์ ซัลเฟอร์ออกไซด์ และฝุ่นละอองก็ต่ำกว่าถ่านหินและดีเซลเช่นกัน

ไม่มีเถ้า/ถ่าน: การเผาไหม้เกิดเถ้าหรือถ่านแทบจะไม่มีเลย ทำให้ลดความจำเป็นในการจัดการของเสียแข็ง

ต้นทุนเชื้อเพลิงและความพร้อมใช้งาน:

เศรษฐศาสตร์ที่เหมาะสม: ในพื้นที่ที่มีก๊าซธรรมชาติมากและโครงสร้างพื้นฐานท่อส่งก๊าซพัฒนาดี ก๊าซธรรมชาติมักจะมีราคาถูกกว่าน้ำมันเชื้อเพลิงเหลว เช่น ดีเซล (โดยเฉพาะหากมีก๊าซผ่านทางท่อ)

เสถียรภาพของการจัดหา (ก๊าซผ่านท่อ): ก๊าซธรรมชาติที่ส่งผ่านท่อมักจะมีเสถียรภาพและน่าเชื่อถือกว่าดีเซล ซึ่งต้องการการขนส่งและการเก็บรักษาบ่อยครั้ง (หากเครือข่ายท่อส่งได้รับการพัฒนาอย่างดี)

ประสิทธิภาพในการดำเนินงาน:

เริ่มทำงานและตอบสนองรวดเร็ว: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าใช้ก๊าซมักมีเวลาเริ่มต้นสั้นและตอบสนองต่อโหลดได้อย่างรวดเร็ว ทำให้เหมาะสำหรับพลังงานสำรองหรือการปรับสมดุลช่วงพีค

การทำงานลื่นไหลและเสียงรบกวนต่ำ: กระบวนการเผาไหม้ของก๊าซธรรมชาติค่อนข้างราบรื่น การสั่นสะเทือนและความดังมักจะน้อยกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลที่มีกำลังเท่ากัน

ต้นทุนการบำรุงรักษาต่ำกว่า (เมื่อเปรียบเทียบกับบางประเภท): ก๊าซธรรมชาติเผาไหม้สะอาดกว่าและสร้างคาร์บอนและมลพิษในน้ำมันหล่อลื่นน้อยกว่า ดังนั้น ส่วนประกอบ เช่น หัวเทียน สกรูลูกสูบ และน้ำมันหล่อลื่น อาจมีช่วงเวลาเปลี่ยนที่ยาวกว่าและต้องการการบำรุงรักษาน้อยกว่า (โดยเฉพาะเมื่อเปรียบเทียบกับน้ำมันเชื้อเพลิงหนักหรือถ่านหิน)

ประสิทธิภาพ:

ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้ก๊าซธรรมชาติในยุคปัจจุบัน (เฉพาะเครื่องยนต์เผาไหม้ภายในที่ใช้ก๊าซและกังหันก๊าซ) มีประสิทธิภาพสูงในการผลิตไฟฟ้า เครื่องยนต์เผาไหม้ด้วยก๊าซมักมีประสิทธิภาพประมาณ 35-45 เปอร์เซ็นต์ โดยหน่วยที่มีประสิทธิภาพสูงสามารถไปถึง 48 เปอร์เซ็นต์หรือมากกว่า กังหันก๊าซมีช่วงของประสิทธิภาพหลากหลาย ตั้งแต่ประมาณ 30-40 เปอร์เซ็นต์สำหรับวัฏจักรง่ายๆ ไปจนถึงมากกว่า 60 เปอร์เซ็นต์สำหรับวัฏจักรผสม

ศักยภาพสูงสำหรับการผลิตพลังงานร่วม: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้ก๊าซธรรมชาติเหมาะสมสำหรับการผลิตพลังงานร่วม เนื่องจากอุณหภูมิไอเสียและความร้อนของน้ำในกระบอกสูบสูง และมีประสิทธิภาพสูงในการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ ทำให้สามารถผลิตทั้งไฟฟ้าและพลังงานความร้อนที่เป็นประโยชน์ (ไอน้ำหรือน้ำร้อน) ได้ เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานรวมเป็น 70%-90% ซึ่งช่วยเพิ่มเศรษฐกิจและการปกป้องสิ่งแวดล้อมอย่างมีนัยสำคัญ

ความยืดหยุ่นของเชื้อเพลิง:

หน่วยงานบางส่วนถูกออกแบบให้เข้ากันได้กับช่วงกว้างของเชื้อเพลิงก๊าซ เช่น ไบโอแก๊ส ก๊าซเมทแคนจากถ่านหิน ก๊าซจากขยะในหลุมฝังกลบ ก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้อง เป็นต้น ซึ่งช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นในการใช้ทรัพยากร

ข้อเสียและความท้าทายหลัก
พึ่งพาโครงสร้างพื้นฐานสูง:

ข้อจำกัดของท่อส่ง: ข้อจำกัดที่ใหญ่ที่สุดคือความจำเป็นที่จะต้องเชื่อมต่อกับเครือข่ายท่อส่งก๊าซธรรมชาติ ในพื้นที่ที่ไม่มีท่อส่ง การใช้ LNG หรือ CNG อาจเพิ่มต้นทุนและความซับซ้อนอย่างมาก

การจัดเก็บและการขนส่ง LNG/CNG: การใช้ LNG หรือ CNG ต้องใช้ถังเก็บแบบคริโอเจนิกเฉพาะหรือกระบอกสูงดันพร้อมสิ่งอำนวยความสะดวกในการขนส่งและเติมที่สอดคล้องกัน ซึ่งเพิ่มต้นทุนการลงทุนครั้งแรกและต้นทุนดำเนินงาน และอาจมีความเสี่ยงด้านความปลอดภัย (ซึ่งจำเป็นต้องควบคุมอย่างเข้มงวด)

ต้นทุนการลงทุนครั้งแรก:

ต้นทุนการซื้อของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติมักจะสูงกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลที่มีกำลังเท่ากัน หากจำเป็นต้องสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกเชื่อมต่อก๊าซธรรมชาติ (สถานีควบคุมแรงดัน ฯลฯ) หรือระบบเก็บกักและเติมเชื้อเพลิง LNG/CNG การลงทุนเริ่มต้นจะยิ่งสูงขึ้น

ความผันผวนของต้นทุนเชื้อเพลิง:

ราคาของก๊าซธรรมชาติได้รับผลกระทบอย่างมากจากอุปสงค์และอุปทานในตลาด การเมืองระหว่างประเทศ และปัจจัยอื่น ๆ และมีความเสี่ยงที่จะเปลี่ยนแปลง ในช่วงที่ราคาก๊าซสูง ความได้เปรียบด้านต้นทุนในการดำเนินงานอาจลดลงหรือแม้กระทั่งหายไป

ประสิทธิภาพต่ำกว่าน้ำมันดีเซลเล็กน้อย (เฉพาะวงจรเดียว):

ในแอปพลิเคชันการผลิตไฟฟ้าแบบง่าย (ไม่ใช่การผลิตพลังงานร่วม) เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลความเร็วสูงสมัยใหม่ที่มีเทคโนโลยีระดับเดียวกันมักจะผลิตกระแสไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับหน่วยเผาไหม้ภายในที่ใช้ก๊าซธรรมชาติ (ประสิทธิภาพของเครื่องดีเซลสามารถสูงถึง 40-50 เปอร์เซ็นต์) อย่างไรก็ตาม หน่วยก๊าซธรรมชาติมอบข้อได้เปรียบด้านสิ่งแวดล้อมและความเงียบมากกว่า

ปัญหาการหลุดรั่วของมีเทน:

แม้ว่าจะสะอาดเมื่อเผา แต่มีเทนสามารถรั่วไหลได้ระหว่างการสกัด การแปรรูป และการขนส่งก๊าซธรรมชาติ มีเทนเป็นก๊าซเรือนกระจกที่ทรงพลังและมีผลกระทบเรือนกระจกในระยะสั้นมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ การลดการหลุดรั่วของมีเทนตลอดห่วงโซ่อุปทานเป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ

ความต้องการความปลอดภัยสูง

ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงที่ลุกไหม้และระเบิดได้ จึงมีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยอย่างเข้มงวดสำหรับการออกแบบห้องเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การระบายอากาศ การตรวจจับการรั่วไหลของก๊าซ ระบบป้องกันไฟ และขั้นตอนการปฏิบัติงาน

สถานการณ์การใช้งานหลัก
พลังงานกระจาย: ติดตั้งใกล้ผู้ใช้ (เช่น โรงงาน โรงพยาบาล ศูนย์ข้อมูล ห้างสรรพสินค้า ชุมชน) โดยให้พลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อน (CHP) เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และเสริมสร้างความน่าเชื่อถือของการจ่ายพลังงาน

การผลิตพลังงานร่วม (CHP): เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติเป็นกำลังสำคัญสำหรับ CHP ที่มีประสิทธิภาพ

พลังงานสำรอง: สำหรับสถานที่ที่มีการจ่ายก๊าซผ่านท่ออย่างต่อเนื่องและมีข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมและการควบคุมเสียง (เช่น โรงพยาบาล ศูนย์ข้อมูล ศูนย์สื่อสาร อาคารระดับสูง)

พลังงานฐานหรือพลังงานช่วงพีค: เป็นแหล่งพลังงานสะอาดสำหรับการผลิตพลังงานฐานหรือพลังงานพีคที่ยืดหยุ่นในระบบไฟฟ้า (กังหันก๊าซเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตพลังงานพีค)

การใช้ก๊าซที่เกี่ยวเนื่อง/ก๊าซแบบไม่ปกติ: การสร้างพลังงานไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติหรือไบโอแก๊สที่ผลิตในสถานที่ เช่น ในพื้นที่สำรวจและผลิตน้ำมันและก๊าซ ที่ฝังกลบ โรงงานบำบัดน้ำเสีย ฯลฯ

พื้นที่ห่างไกล (เมื่อมีการจ่ายก๊าซ): เป็นแหล่งพลังงานหลักหรือแหล่งพลังงานสำคัญในพื้นที่ห่างไกลที่มีแหล่งก๊าซธรรมชาติหรือสามารถจ่ายก๊าซได้ผ่าน CNG/LNG

สรุป
ลักษณะเด่นหลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังก๊าซธรรมชาติคือมีความสะอาดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ระดับเสียงในการทำงานต่ำ เหมาะสำหรับการผลิตพลังงานร่วม และมีต้นทุนการดำเนินงานที่ดีในพื้นที่ที่มีแหล่งก๊าซคงที่ จุดแข็งหลักอยู่ที่ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและความสามารถในการผลิตพลังงานร่วมที่มีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม มันขึ้นอยู่กับโครงสร้างพื้นฐานการจ่ายก๊าซ (โดยเฉพาะท่อส่งก๊าซ) เป็นอย่างมาก และต้นทุนการใช้งานในพื้นที่ที่ไม่มีท่อส่งก๊าซอาจเพิ่มขึ้นอย่างมาก นอกจากนี้ ต้นทุนการลงทุนครั้งแรกมักจะสูง และยังมีความเสี่ยงจากความผันผวนของราคาเชื้อเพลิงก๊าซ การเลือกใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังก๊าซธรรมชาติจำเป็นต้องพิจารณาเงื่อนไขของก๊าซในพื้นที่ ข้อกำหนดทางสิ่งแวดล้อม งบประมาณการลงทุนครั้งแรก ต้นทุนการดำเนินงาน และความต้องการในการผลิตพลังงานร่วม

สรุป: เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เงียบ เหมาะสำหรับการผลิตพลังงานร่วม แต่ 'ขึ้นอยู่กับสถานที่' (ขึ้นอยู่กับสิ่งอำนวยความสะดวกในการจ่ายก๊าซ)