قلمروهای جدید برای فناوری نیروگاه‌های گازی
به گزارش بخش ترجمه شرکت‌ها، به نقل از POWER، صنعت توربین‌های گازی برای اینکه در بحبوحه گسترش پیش‌بینی‌شده انرژی‌های تجدیدپذیر، فناوری ذخیره‌سازی انرژی و فرآیندهای تولید برق با انتشار کربن صفر بتواند به فعالیت‌های خود در این صنعت ادامه دهد، خود را برای موجی از کاربردهای نوظهور آماده می‌کند. به دنبال افزایش هیبریداسیون با انرژی‌های تجدیدپذیر و سیستم‌های ذخیره‌سازی، سازندگان توربین‌ها در حال کاوش در خصوص احتراق سوخت‌های کم‌کربن، افزایش راندمان عملیاتی، عملکرد و انعطاف‌پذیری توربین‌های گازی و در نهایت، کاهش انتشار کربن هستند. انجمن ETN Global، یک گروه تجاری خصوصی مستقر در بروکسل که نماینده کل زنجیره ارزش فناوری توربین‌های گازی است، به این موضوع اشاره می‌کند که تحقق این ویژگی‌ها به همکاری استراتژیک در همه جبهه‌ها، از جمله در زمینه‌های فنی، نیاز دارد. ۲۱ عضو این انجمن که شامل شرکت‌های فعال در زمینه انرژی، شرکت‌های فناوری، موسسات دانشگاهی و سایر ذی‌نفعان توربین‌های گازی از ۱۰ کشور هستند، با رهبری یک پروژه مهم با حمایت اتحادیه اروپا (EU) که رویکردهای متعددی را در این خصوص بررسی می‌کند، در آوریل ۲۰۲۰، پروژه‌ای به نام FLEXnCONFU را آغاز کردند. الساندرا کونئو، مدیر این پروژه توضیح داد: هدف نهایی پروژه FLEXnCONFU، توسعه و ارائه راه‌حل‌های نوآورانه، مقرون به صرفه و قابل تکرار برای راه‌حل‌های P۲X۲Pاست که همه گزینه‌های موجود را برای استفاده موثر و انعطاف‌پذیر از انرژی مازاد به‌دست آمده از انرژی‌های تجدیدپذیر ترکیب می‌کند تا بار نیروگاه را با تبدیل برق به هیدروژن یا آمونیاک قبل از تبدیل مجدد آن به برق، همگام‌سازی کند. او گفت: این فناوری امکان طراحی و بهره‌برداری از طرح یکپارچه نیروگاهی را فراهم می‌کند که می‌تواند انعطاف‌پذیری بیشتر توربین‌های گازی سیکل ترکیبی (CCGT) را به همراه داشته باشد. این کنسرسیوم که بودجه کل آن بالغ بر ۴/۱۴ میلیون دلار (۶/۱۲ میلیون یورو) تعیین شده است، قصد دارد تا مارس ۲۰۲۴ به واسطه این پروژه چندین نقطه عطف را تحت چهار هدف تکمیل کند که شامل استفاده از سوخت‌های غیرمتعارف در CCGT برای انعطاف‌پذیری و پایداری بیشتر؛ ادغام و ارائه سیستم‌های P۲X در یک نیروگاه واقعی؛ توسعه یک سیستم کنترل پیشرفته که برای افزایش انعطاف‌پذیری CCGT و قابلیت همکاری شبکه اختصاص داده شده و در نهایت ترویج استفاده از انرژی هیدروژن و آمونیاک است. سیمون جیاوردلی، مسوول پروژه در ETN Global می‌گوید: اساسا، FLEXnCONFU یک پروژه نمایشی با نگاه بر بازار خواهد بود. پس از تکمیل پروژه، این فناوری‌ها در توربین‌های گاز سیکل ترکیبی متعلق به ENGIE Laborelec و شرکت تیرنو پاور ارتقا یافته و نصب خواهند شد. در نهایت، ETN Global امیدوار است این پروژه امکان ارائه خدمات CCGT در بازار خدمات جانبی این توربین‌ها را افزایش دهد و ارائه یک سیستم قدرت ایمن‌تر، پاک‌تر و انعطاف‌پذیرتر را تضمین کند.
انطباق با طیف گسترده‌ای از سوخت‌ها
خارج از این فضای مشارکتی، به نظر می‌رسد هر تولیدکننده اصلی تجهیزات اصلی (OEM) تشخیص می‌دهد که انعطاف‌پذیری در سوخت توربین گازی می‌تواند یک مزیت رقابتی برای آن به ارمغان بیاورد و ارزش آن را در بازار افزایش دهد، زیرا جهان با سرعت بیشتری به سمت کربن‌زدایی حرکت می‌کند. بسیاری دیگر نیز در حال همگام‌سازی تجهیزات نیروگاهی خود با منابع سوخت غیرمتعارف مانند سوخت زیستی، گاز شیل و گاز طبیعی مایع و همچنین سوخت‌های کم‌کربن از جمله هیدروژن و آمونیاک هستند. به ویژه، هیدروژن به یک اولویت توسعه در صنعت برق تبدیل شده است و برخی از OEMها حتی برنامه‌هایی را برای رسیدن به احتراق ۱۰۰ درصد هیدروژن برای اکثر ناوگان خود ترسیم کرده‌اند. میتسوبیشی پاور، که در ماه می ۲۰۲۰ قراردادی برای ساخت دو توربین گازی سیکل ترکیبی مدل ۱×۱ M۵۰۱JAC برای نیروگاه ۸۴۰ مگاواتی در منطقه دلتا، یوتا منعقد کرد، از نظر تجاری تضمین می‌کند که توربین‌های گازی تا سال ۲۰۲۵، ترکیبی از ۳۰درصد هیدروژن (حجمی) و ۷۰درصد سوخت گاز طبیعی را می‌سوزانند. این قرارداد مستلزم آن است که ظرفیت بهره‌برداری از هیدروژن این نیروگاه تا سال ۲۰۴۵ به ۱۰۰ درصد برسد و این اتفاق اپراتور و خریدار اکثریت برق آن، یعنی وزارت آب و برق لس‌آنجلس را قادر می‌سازد تا اهداف سختگیرانه آب و هوایی کالیفرنیا را برآورده کنند. مایکل داکر، معاون ارشد و رئیس زیرساخت هیدروژن در میتسوبیشی پاور می‌گوید در اواخر دهه ۲۰۲۰ و اوایل ۲۰۳۰ مشتریان بیشتری به دنبال این خواهند بود که توربین‌های گازی آنها قادر به کار با ۱۰۰ درصد هیدروژن باشند. با این حال، برخی از کارشناسان صنعت هشدار می‌دهند که احتراق هیدروژن به عنوان جایگزینی برای گاز طبیعی برای رسیدن به کربن‌زدایی با چالش‌های اساسی همراه خواهد بود. دایان فیشر، مدیر خدمات تولید در مهندسی کیویت، می‌گوید: یکی از نگرانی‌ها در این خصوص که کمتر گزارش شده است این است که ارزش گرمایش و چگالی هیدروژن در مقایسه با گاز طبیعی کم است. بنابراین، اگر بخواهیم همین کار را با هیدروژن انجام دهیم، باید مقدار بیشتری هیدروژن نسبت به گاز طبیعی به توربین تزریق کنیم. از طرف دیگر بهره‌برداری و نگهداری از یک توربین گازی هیدروژنی نیز ممکن است چالش‌برانگیز باشد.
جذب کربن
از آنجا که سوخت‌های کم‌کربن ممکن است برای مناطقی که ناوگان حرارتی جوانی دارند و به هیدروژن و آمونیاک دسترسی دارند، مناسب‌تر باشند، آینده نیروگاه‌های گازی ممکن است در گرو توانایی آنها برای کاهش انتشار کربن و یکپارچه‌سازی سیستم‌های جذب، بهره‌برداری و ذخیره‌سازی کربن (CCUS) باشد. این در حالی است که علاقه به سیستم‌های CCUS برای تولید برق مبتنی بر گاز به تدریج در حال افزایش است. تا نوامبر ۲۰۲۱، تنها ۱۵ پروژه از ۴۰ پروژه نیروگاهی در حال توسعه با فناوری CCUS مبتنی بر سوخت گاز بودند. در ایالات متحده، که چندین پروژه مجهز به سیستم CCUS با مشوق‌های مالیاتی حمایت می‌شوند، دولت در ماه اکتبر بالغ بر ۴۵میلیون دلار به ۱۲ پروژه نیروگاهی مبتنی بر گاز طبیعی به عنوان بخشی از تلاش‌ها برای دستیابی به جذب کربن نقطه‌ای اعطا کرد.
