В Германия започнаха изпитвания на турбина с мощност 34 МВт, способна да работи с до 100% водород

RWE и Kawasaki Heavy Industries въведоха в изпитателна експлоатация газова турбина, способна да използва водород, в Линген. През следващите месеци съоръжението ще работи с различни горивни смеси, включително с до 100% водород от електролизьори на същата площадка, за да се провери поведението му при променливо натоварване.

От строителството към изпитвания в реална електроцентрала

На 6 ноември RWE и Kawasaki отбелязаха въвеждането в експлоатация на турбината в газовата електроцентрала „Емсланд“ в Линген, провинция Долна Саксония. Номиналната ѝ електрическа мощност е 34 МВт. Според двете компании това е най-голямата действаща газова турбина в Европа, която може да използва природен газ, водород или всякаква смес от двете горива, включително само водород.

Новината не означава, че започва редовна търговска експлоатация само с водород. Започва многомесечна програма за изпитвания. Операторът ще променя съотношението между горивата, натоварването и режима на работа, за да събере данни за стабилността на горенето, управлението и поведението на оборудването. Именно резултатите от тези изпитвания трябва да покажат дали конструкцията е подходяща за по-големи мощности с възможност за гъвкава работа.

Турбината е самостоятелно демонстрационно съоръжение и не заменя съществуващия парогазов блок D в „Емсланд“, чиято обща мощност е около 895 МВт. Разликата в мащаба е важна за оценката на новината: в Линген все още няма голяма електроцентрала, която редовно произвежда електроенергия само от водород. Площадката осигурява промишлена среда, в която новата горивна система може да бъде изпитана, преди принципът ѝ на работа да бъде приложен при по-големи блокове.

 

Какво означават 34 МВт и „до 100% водород“

Стойността 34 МВт обозначава максималната електрическа мощност на турбината. Тя не показва нито количеството произведен водород, нито колко часа годишно ще работи съоръжението. Действително произведената електроенергия ще зависи от продължителността на изпитванията, избраното натоварване, наличното гориво и техническите спирания.

Формулировката „до 100% водород“ се отнася до съвместимостта на турбината с различни горива. Тя може да преминава от природен газ към смеси с нарастващ дял на водорода и към изцяло водородно гориво. Това е по-конкретен етап от обичайното определение „подготвена за водород“, тъй като съоръжението вече е монтирано и е обявена програма за изпитвания с водород. Все още обаче няма публикувани измерени данни за продължителна работа при пълно натоварване само с водород.

Водородът има по-висока скорост на разпространение на пламъка от природния газ и може да увеличи риска от връщане на пламъка и образуване на азотни оксиди. Kawasaki посочва, че разработва горивни камери с множество малки пламъци, за да ограничи тези ефекти. В Линген технологичните принципи, изпитвани преди това в турбини от клас 1 МВт в Кобе, се прилагат при мощност от 34 МВт.

 

Електролиза и обратно производство на електроенергия на една площадка

Горивото за изпитванията ще се доставя от електролизьори на площадката в Линген. RWE вече експлоатира там пилотна електролизна инсталация с обща мощност 14 МВт — 10 МВт с алкална технология на Sunfire и 4 МВт с технология с протоннообменна мембрана на ITM. Компанията посочва, че инсталацията може да произвежда до 270 кг водород на час. На същото място се развива и GET H2 Nukleus с планирана електролизна мощност от 300 МВт.

Така на една площадка се съчетават производство и потребление на водород, без да се налага горивото да се превозва на голямо разстояние. Електроенергията от възобновяеми източници захранва електролизата, а турбината преобразува част от енергията обратно в електричество. В сравнение с батерията това не е най-ефективният начин за краткотрайно съхранение на енергия заради загубите при електролизата, подготовката на газа и повторното преобразуване. Предимството, което проектът трябва да провери, е възможността за управляемо производство на електроенергия при по-продължителни периоди с недостатъчно вятър и слънчево греене.

 

Какво трябва да докажат изпитванията

Програмата е насочена към режими на работа, характерни за резервна електроцентрала: пускане, спиране, промяна на натоварването и работа с различен състав на горивото. В първоначалния проект RWE и Kawasaki предвиждаха изпитвания при натоварване между 30% и 100%. В сегашното съобщение не са публикувани подробен график, целева ефективност, разход на водород или допустими емисии на азотни оксиди.

Липсата на тези показатели е съществена. Изгарянето на водород не води до отделяне на въглероден диоксид на мястото на турбината, но общият въглероден отпечатък зависи от електроенергията, използвана за електролизата. Освен това високата температура на пламъка може да доведе до образуване на азотни оксиди, чиито емисии трябва да се измерват и ограничават. Затова изпитванията не се изчерпват с проверката дали турбината може да бъде запалена с водород. От значение са също устойчивата работа, емисиите, ефективността и необходимостта от техническо обслужване.

 

Реален напредък, но все още недоказана търговска готовност

Проектът беше обявен през декември 2021 г., като първоначално се очакваше турбината да заработи в средата на 2024 г. Реалното въвеждане в изпитателна експлоатация се осъществява през ноември 2026 г. В последното си съобщение RWE не обяснява причините за промяната на първоначалния график. Това разминаване показва защо сроковете за нови водородни мощности трябва да се разглеждат като проектни цели, докато оборудването не бъде доставено и пуснато в експлоатация.

Линген е важен и по друга причина: на една промишлена площадка вече има електролизна инсталация, приложение на водород в производството на желязо, подготвяна инфраструктура за зареждане и новата турбина. Това позволява отделните съоръжения да бъдат изпитвани като свързана система. Но по пътя от демонстрационна площадка до търговска електроцентрала остават нерешени въпросите за постоянните доставки, цената на водорода, ефективността и приходите от гъвкаво производство на електроенергия.

Следващият етап, който ще позволи да се оцени постигнатото, е публикуването на резултатите от многомесечните изпитвания. Най-важните показатели ще бъдат броят часове работа със 100% водород, постигнатата електрическа ефективност, разходът на гориво, емисиите на азотни оксиди и експлоатационната наличност при чести промени на натоварването.

Източници

 

Свързани постове