Водородная электростанция комбинированного цикла

Водородная электростанция комбинированного цикла — это электростанция , которая использует водород в электростанции комбинированного цикла . Электростанция с комбинированным циклом на «зеленом» водороде имеет эффективность лишь около 40% после электролиза и повторного сжигания для получения электроэнергии и является жизнеспособным вариантом хранения энергии на более длительный срок по сравнению с аккумуляторным хранением . Электростанции, работающие на природном газе, могут быть преобразованы в водородные электростанции с минимальным ремонтом или работать на комбинированной смеси природного газа и водорода . ^[2]^[3]

Модернизация газовых электростанций

Электростанции, работающие на природном газе, могут быть спроектированы с учетом перехода на водород, имея более широкие впускные трубы к горелке для увеличения скорости потока, поскольку водород менее плотен, чем природный газ, и иметь правильный материал, поскольку водород может вызвать водородное охрупчивание .

Ограничения

Существующие электролизные установки не способны производить водород в том объеме, который необходим для обеспечения крупномасштабной электростанции. Может потребоваться электролиз на месте, тогда хранение большого количества водорода может занять много места, если это только сжатый водород , а не жидкий водород . Водородное охрупчивание может произойти в трубопроводах, но трубопроводы из нержавеющей стали 316L могут работать со сжатым водородом при давлении выше 50 бар (единица измерения) , при котором сжатый природный газ подается из полиэтилена или армированного волокном полимера , или для водорода можно построить более широкие трубопроводы. Можно также использовать трубопроводы .

Закись азота

Когда водород сжигается в качестве топлива, диоксид углерода не образуется, но образуется больше закиси азота из-за более высокой температуры пламени водорода, селективного каталитического восстановления можно применить процесс , чтобы разложить NO₂ только на азот и воду . Выхлопные газы реакции горения водорода представляют собой водяной пар , который можно использовать в качестве разбавителя для снижения высокой температуры горения, приводящей к образованию закиси азота.

Коррозия

Коррозия турбины из-за водяного пара из водородного пламени может сократить срок службы установки, или может потребоваться более частая замена деталей.

Обращение с топливом

Водород — самый маленький и легкий элемент, и ему легче вытекать в точках соединения и стыках. Водород быстро диффундирует, смягчая взрывы. Водородное пламя также не так заметно, как обычное пламя.

Переход на возобновляемую энергосистему

Ветровая и солнечная энергия — это переменные возобновляемые источники энергии , которые не так стабильны, как базовой нагрузки энергия . Водород может помочь возобновляемым источникам энергии, улавливая избыточную энергию с помощью электролиза , когда они производят слишком много, и заполнять пробелы этой энергией, когда они производят не так много.

Переход к Xcel Energy

Xcel Energy собирается построить две электростанции комбинированного цикла, работающие на природном газе, которые будут использовать экологически чистый водород с атомной электростанции Прейри-Айленд . Газовые электростанции смогут использовать 30%-ную смесь водорода с природным газом с момента открытия. ^[5]

См. также

Ссылки

^ Пуко, Тимоти (1 мая 2023 г.). «Эта электростанция позволяет заглянуть в будущее» . Вашингтон Пост . Проверено 5 октября 2023 г.
^ Малдер, Себастьян (29 октября 2021 г.). «Готовность к энергетическому переходу: соображения по использованию водорода для электростанций комбинированного цикла» . Журнал СИЛА . Проверено 5 октября 2023 г.
^ Ли Коллинз (29 июля 2021 г.). «Почему водородные электростанции «будут играть важную роль в энергетическом переходе» » . Перезарядка . Проверено 5 октября 2023 г.
^ «Гибкая эксплуатация электростанций для обеспечения высокого уровня использования возобновляемых источников энергии» . ИСЭР . 15 июня 2022 г. Проверено 21 ноября 2022 г.
^ https://www.startribune.com/xcel-energy-long-term-plan-prairie-island-nuclear-gas-plants-wind-solar-large-scale-battery/600340390/?refresh=true

[1] Пуко, Тимоти (1 мая 2023 г.). «Эта электростанция позволяет заглянуть в будущее» . Вашингтон Пост . Проверено 5 октября 2023 г.

[2] Малдер, Себастьян (29 октября 2021 г.). «Готовность к энергетическому переходу: соображения по использованию водорода для электростанций комбинированного цикла» . Журнал СИЛА . Проверено 5 октября 2023 г.

[3] Ли Коллинз (29 июля 2021 г.). «Почему водородные электростанции «будут играть важную роль в энергетическом переходе» » . Перезарядка . Проверено 5 октября 2023 г.

[4] «Гибкая эксплуатация электростанций для обеспечения высокого уровня использования возобновляемых источников энергии» . ИСЭР . 15 июня 2022 г. Проверено 21 ноября 2022 г.

[5] ttps://www.startribune.com/xcel-energy-long-term-plan-prairie-island-nuclear-gas-plants-wind-solar-large-scale-battery/600340390/?refresh=true

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]