Низьке енергоспоживання та високоефективний генератор природного газу потужністю 300 кВт

Основні переваги
Екологічна безпека (відносно чистий):

Низькі викиди: Згоряння природного газу виділяє значно менше забруднювачів, ніж вугілля і дизель. Викиди двооксиду вуглецю на 50 відсотків нижчі, ніж вугілля, і на 30 відсотків нижчі, ніж нафта. Викиди оксидів азоту, оксидів сірки та частинок також набагато нижчі, ніж вугілля і дизель.

Без сажі/пеплу: Згоряння природного газу фактично не виробляє сажі або пеплу, що зменшує необхідність утилізації твердих відходів.

Вартість палива та доступність:

Відносна економічність: У регіонах, де природний газ є багатим і інфраструктура магістральних трубопроводів добре розвинена, природний газ часто є дешевшим за рідинні палива, такі як дизель (особливо якщо доступний газ через трубопровод).

Стабільність постачання (через трубопровод): Природний газ, доставлений через трубопровод, загалом більш стабільний і надійний, ніж дизельне паливо, яке потребує частого транспортування та зберігання (якщо мережа трубопроводів добре розвинена).

Операційна ефективність:

Швидке запуск та відповідь: газові генератори зазвичай мають короткий час запуску та швидку реакцію на навантаження, що робить їх ідеальними для резервного живлення або перенесення пікових навантажень.

Плавна робота та низький шум: процес спалювання природного газу відносно плавний, вibrація та шум зазвичай менші, ніж у дизельних генераторних установок тієї самої потужності.

Нижчі витрати на технічне обслуговування (в порівнянні з деякими типами): природний газ спалається чистіше та виробляє менше вуглецю та забруднення смазкою, тому інтервали заміни свічок ігнія, пістонних колець, смазок тощо можуть бути відносно довшими та меншими витратами на обслуговування (особливо у порівнянні з важкими видами палива або вуглем).

Ефективність:

Вищі ефективності: Сучасні установки для виробництва електроенергії, що працюють на природному газі (зокрема, газові внутрішньозапалювальні двигуни та газотурбіни) мають високу ефективність у виробництві електроенергії. Газові двигуни внутрішнього згоряння зазвичай мають ефективність близько 35-45 відсотків, при цьому встановлення з високою ефективністю можуть досягати 48 відсотків або більше. Газотурбіни мають широкий діапазон ефективностей - від близько 30-40 відсотків для простих циклів до більше 60 відсотків для комбінованих циклів.

Висока потенціяльна можливість когенерації: Генератори на природному газі добре підходять для когенерації. Завдяки високим температурам викину та води з циліндрів, а також високій ефективності використання вторинного тепла, вони можуть виробляти як електроенергію, так і корисне тепло (пар або гарячу воду), що збільшує загальну енергетичну ефективність використання до 70%-90%, значно покращуючи економіку та охорону середовища.

Паливна гнучкість:

Деякі уніт-модулі створені для сумісності з широким діапазоном газоподібних палив, таких як біогаз, метан з шахтських вугілля, свалевий газ, нефтяний асоційований газ тощо, що покращує гнучкість використання ресурсів.

Основні недоліки та виклики
Висока залежність від інфраструктури:

Обмеження мережі трубопроводів: головна проблема полягає в необхідності підключення до мережі природнього газу. У регіонах, де немає трубопроводів, використання LNG або CNG може значно збільшити вартість та складність.

Зберігання та перевезення LNG/CNG: Використання LNG або CNG потребує спеціалізованих криогенних баків або високотискових циліндрів, а також відповідних засобів для перевезення та заправки, що збільшує початкові вкладення та операційні витрати, і може створювати ризики безпеки (які потрібно строго регулювати).

Кости початкових вкладень:

Вартість покупки самогenerатора на природному газі зазвичай вища, ніж вартість дизельного генератора той самої потужності. Якщо також необхідно будувати установку для підключення до природного газу (регульовальна станція тощо) або систему зберігання і заправки LNG/CNG, початкові вкладення будуть ще вищими.

Невизначеність вартості палива:

Ціна природного газу сильно залежить від ринкового балансу пропозиції та попиту, геополітичних факторів та інших чинників, і існує ризик коливань. У періоди високих цін на газ перевага у вартості експлуатації може зменшуватися або навіть зникати.

Незначно нижча ефективність порівняно з дизелем (тільки простий цикл):

У простих застосуваннях виробництва електроенергії (не когенерація), сучасні високоскоростні дизельні електростанції того ж технологічного рівня зазвичай виробляють електрику з трохи вищою ефективністю, ніж блоки внутрішнього згоряння на природному газі (ефективність дизельних установок може досягати 40-50 відсотків). Проте, установки на природному газі мають значні переваги з точки зору середовища та шуму.

Проблеми втечії метану:

Хоча метан чистий при згорянні, втечія метану може відбуватися під час витягування, переробки та перевезення природного газу. Метан є потужним парниковим газом, який має значно більший краткосрочний парниковий ефект, ніж двокис вуглецю. Зменшення втечії метану на всьому ланцюгу постачання є важливою екологічною проблемою.

Високі вимоги безпеки:

Природний газ є вогневий і вибуховий, і має дуже суворі безпечність вимоги для проектування кімнати генератора, вентиляції, виявлення утечок газу, систем захисту від вогню та процедури експлуатації.

Головні сценарії застосування
Розподілена енергія: Встановлюється поблизу користувачів (наприклад, заводів, лікарень, дата-центрів, торгових центрів, районів), забезпечує електроенергією та теплом (CHP), покращує енергетичну ефективність та збільшує надійність постачання енергії.

Сполучена виробництво електроенергії та тепла (CHP): Генератори природного газу є робітниками для ефективного CHP.

Резервне забезпечення електроенергією: Для місць з стабільним постачанням трубопроводного газу та вимогами до охорони середовища та шуму (наприклад, лікарні, дата-центри, комунікаційні хаби, престижні будинки).

Основна або піковна енергія: Як чиста основна енергія або гнучка піковна енергія у мережі (газотурбіни особливо придатні для пікової продукції).

Використання спутникового/нетрадиційного газу: Генерація електроенергії з природного газу або біогазу, що виробляється на місцях добычи нафти і газу, на поліспаленнях, станціях очищення стічних вод тощо.

Віддалені райони (коли доступне постачання газу): Як головний джерело електроенергії або важливе джерело електроенергії у віддалених районах, де є природні газові поля або де газ може бути доставлений через СNG/ЛNG.

Резюме
Головні особливості генераторів на природному газі — це відносно чиста та екологічна діяльність, низький рівень шуму під час експлуатації, придатність для когенерації та переваги в експлуатаційних витратах у районах з стабільним постачанням газу. Їхні основні сильні сторони полягають у їхньому екологічному безпекунстві та ефективному потенціалі когенерації. Проте, вони сильно залежать від інфраструктури постачання газу (особливо від трубопроводів), а вартість їх використання там, де трубопроводів немає, може значно зростати. Початкові вкладення також зазвичай високі, і існує ризик волатильності цін на газ. Вибір генератора на природному газі вимагає врахування місцевих умов постачання газу, екологічних вимог, бюджету початкових вкладень, експлуатаційних витрат та потреби в когенерації.

Коротко: екологічний, тихий, придатний для когенерації, але ‘залежний від місця’ (залежить від газозабезпечуючої інфраструктури).