Silniki gazowe i turbiny gazowe – dwie alternatywne technologie w ramach kogeneracji. Na którą się zdecydować?

Kogeneracja to proces jednoczesnego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła z jednego źródła paliwa. Jest to efektywny i przyjazny dla środowiska sposób na zaspokojenie potrzeb energetycznych – odbiorców indywidualnych jak i przemysłowych.

Prawidłowy dobór typu jednostki kogeneracyjnej jest więc kluczowy dla danej inwestycji.

W tym artykule omówimy tym samym dwa główne typy instalacji kogeneracyjnych: te oparte na silnikach gazowych i te oparte na turbinach gazowych. Przedstawimy mocne strony obydwu rozwiązań, aby pomóc Ci w podjęciu świadomej decyzji, która technologia jest najlepsza dla Twojego biznesu.

Silniki gazowe to preferowane rozwiązanie dla mniejszych instalacji lub takich gdzie potrzebujemy ciepła o niskim parametrze. Do rozmiaru około 5MWe są one stosunkowo niedrogie w instalacji i eksploatacji oraz charakteryzują się wysoką sprawnością elektryczną. Silniki gazowe mogą pracować na gazie ziemnym, biogazie lub syngazie.

Zalety:

• Niska cena zakupu i instalacji dla małych instalacji;
• Wysoka sprawność elektryczna;
• Możliwość pracy na różnych rodzajach gazu.

Różnice w stosunku do turbin gazowych:

• Mniejsza moc;
• Odznaczają się wyższym poziomem hałasu;
• Często wymagają więcej miejsca na instalację;
• Ważna jest jakość paliwa zasilającego.

Turbiny gazowe

Turbiny gazowe to potężne urządzenia, które doskonale nadają się do zastosowań, gdzie wymagana jest duża ilość energii elektrycznej lub wysokoparametrowego ciepła. Dla małych instalacji (do 5MWe) są one droższe od silników gazowych. Z kolei przy większej skali są znacząco tańsze. Sprawność elektryczna turbin gazowych rośnie wraz z rozmiarem.

Turbiny Gazowe są urządzeniami mogącymi pracować w układzie wielopaliwowym, jakość paliwa jest tu drugorzędną. Oprócz Gazu ziemnego możemy zasilać turbinę olejem napędowym, biogazem, kerozyną,  i innymi paliwami o wartości opałowej powyżej 17MJ.

Potencjalne zasilanie wodorem jest też dużo łatwiejsze na turbinie gazowej, która już dzisiaj może go spalać.

Źródło: Eneria. Budowa nowoczesnego systemu wysokosprawnej kogeneracji gazowej na bazie turbiny gazowej – Taurus 60 dla nowej linii produkcyjnej w zakładzie  w Starachowicach – Cerrad sp. z o.o.

Zalety:

• Wysoka moc urządzenia;
• Wysoka sprawność całkowita koegenracji;
• Długi okres eksploatacji – rzadkie konserwacje w cyklu użytkowania;
• Niska emisja spalin;
• Możliwość pracy na różnych rodzajach paliwa;
• Stosunkowo kompaktowe w instalacji w stosunku do instalowanej mocy;
• Możliwość pracy od 10% obciążenia.

Różnice w stosunku do silników gazowych:

• Ekonomiczne dla średnich i dużych instalacji (pow. 5MWe);
• Niższa sprawność elektryczna dla mniejszych urządzeń;
• Urządzenia mogące pracować w trybie ciągłym.

Źrdódło: Eneria. Agregat prądotwórczy CATERPILLAR CG260-16 o mocy 4,5 MWe zainstalowany w Zakładach JMP Flowers.

Które rozwiązanie wybrać?

Ostatecznie, wybór technologii kogeneracyjnej dla Twojego biznesu będzie zależeć od szeregu czynników, takich jak:

• Zapotrzebowanie na ciepło i energię elektryczną;
• Budżet;
• Dostępność miejsca;
• Możliwości techniczne.

Jeśli szukasz większej mocy, a miejsce lub budżet stanowią ograniczenia dla Twojej inwestycji, to turbina gazowa powinna być pierwszym wyborem. Dla małej instalacji lub takiej, która potrzebuje niewiele cTwoja uwaga powinna zwrócić się w kierunku takiego rozwiązania, jakim jest silnik gazowy.

Dodatkowe korzyści kogeneracji

Oprócz efektywności energetycznej i niskiej emisji spalin, kogeneracja oferuje szereg innych korzyści, takich jak:

• Bezpieczeństwo energetyczne: Kogeneracja pozwala na lokalne wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła, co zmniejsza zależność od zewnętrznych dostawców energii.
• Niższe koszty energii: Kogeneracja może obniżyć koszty energii dla przedsiębiorstw i zakładów przemysłowych.
• Zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych: Kogeneracja jest bardziej przyjazna dla środowiska niż tradycyjne metody wytwarzania energii elektrycznej i ciepła.
• Możliwość integracji z OZE: Kogeneracja może być łączona z odnawialnymi źródłami energii (OZE), takimi jak fotowoltaika (PV), co zwiększa jej zrównoważony charakter.

Kogeneracja – krok w przyszłość

Kogeneracja to nie tylko efektywny sposób na wytwarzanie energii, ale również kluczowy element w transformacji energetycznej. Zastosowanie kogeneracji pozwala na zmniejszenie emisji, obniżenie kosztów energii, uniezależnienie się od dostawców zewnętrznych i integrację z OZE. Hybrydowe układy energetyczne oparte na kogeneracji i OZE stanowią zrównoważoną i perspektywiczną alternatywę dla konwencjonalnych źródeł energii.

mail: jbigoszewski@eneria.pl

Autor: Jakub BIGOSZEWSKI

Kierownik produktu, Ekspert ds. Turbin Gazowych