Sie bieten sofortige Stromversorgung, die kompakt, mobil, leise, wirtschaftlich, langlebig und unvergleichlich effizient ist
Vor achtzig Jahren begann die weltweit erste Industriegasturbine in einem städtischen Kraftwerk in Neuchâtel, Schweiz, Strom zu erzeugen. Die von Brown Boveri installierte Maschine entlüftete den Auspuff, ohne seine Wärme zu nutzen, und der Verdichter der Turbine verbrauchte fast drei Viertel der erzeugten Energie. Das ergab einen Wirkungsgrad von nur 17 Prozent oder etwa 4 MW.Die Unterbrechung des Zweiten Weltkriegs und die wirtschaftlichen Schwierigkeiten, die folgten, machten die Neuchâtel-Turbine zu einer bahnbrechenden Ausnahme, bis 1949 Westinghouse und General Electric ihre ersten Designs mit geringer Kapazität vorstellten. Es gab keine Eile, sie zu installieren, da der Erzeugungsmarkt von großen Kohlekraftwerken dominiert wurde. Bis 1960 erreichte die stärkste Gasturbine 20 MW, immer noch eine Größenordnung kleiner als die Leistung der meisten Dampfturbogeneratoren.
Im November 1965 änderte der große Stromausfall im Nordosten der USA viele Gedanken: Gasturbinen könnten innerhalb weniger Minuten bei Volllast arbeiten. Steigende Öl- und Gaspreise sowie eine nachlassende Nachfrage nach Strom verhinderten jedoch einen raschen Ausbau der neuen Technologie.Die Verschiebung kam erst in den späten 1980er Jahren. Bis 1990 war fast die Hälfte aller neu installierten US-Kapazität in Gasturbinen mit zunehmender Leistung, Zuverlässigkeit und Effizienz. Aber selbst Wirkungsgrade von über 40 Prozent — passend zu den besten Dampfturbogeneratoren von heute – erzeugen Abgase von etwa 600 ° C, heiß genug, um Dampf in einer angeschlossenen Dampfturbine zu erzeugen. Diese kombinierten Gasturbinen (CCGTs) kamen Ende der 1960er Jahre an, und ihre besten Wirkungsgrade liegen jetzt bei über 60 Prozent. Keine andere Antriebsmaschine ist weniger verschwenderisch.
Gasturbinen sind jetzt viel leistungsfähiger. Siemens bietet nun ein BHKW für die Stromerzeugung mit einer Leistung von 593 MW an, das fast 40-mal so leistungsstark ist wie die Neuchâtel-Maschine und einen Wirkungsgrad von 63 Prozent aufweist. GE’s 9HA liefert 571 MW in einfacher Zykluserzeugung und 661 MW (63,5 Prozent Wirkungsgrad) durch GUD-Technik.Ihre nahezu sofortige Verfügbarkeit macht Gasturbinen zu idealen Lieferanten von Spitzenleistung und den besten Backups für neue intermittierende Wind- und Solarerzeugung. In den USA sind sie mittlerweile die mit Abstand günstigste Wahl für neue Erzeugungskapazitäten. Die gestaffelten Kapitalkosten für Strom – ein Maß für die Lebensdauerkosten eines Energieprojekts – für die Inbetriebnahme einer neuen Generation im Jahr 2023 werden voraussichtlich etwa 60 US-Dollar pro Megawattstunde für Kohlekraftwerke betragen Dampfturbogeneratoren mit partieller Kohlenstoffabscheidung, 48 US—Dollar / MWh für Photovoltaik und 40 US-Dollar / MWh für Onshore-Wind – aber weniger als 30 US-Dollar / MWh für konventionelle Gasturbinen und weniger als 10 US-Dollar / MWh für GUD-Anlagen.Gasturbinen werden auch zur kombinierten Erzeugung von Strom und Wärme eingesetzt, die in vielen Branchen benötigt wird und in vielen europäischen Großstädten zur Energieversorgung von Zentralheizungsanlagen eingesetzt wird. Diese Turbinen wurden sogar zum Heizen und Beleuchten ausgedehnter niederländischer Gewächshäuser eingesetzt, die zusätzlich von der Nutzung des erzeugten Kohlendioxids profitieren, um das Wachstum von Gemüse zu beschleunigen. Gasturbinen betreiben auch Kompressoren in vielen Industrieunternehmen und in den Pumpstationen von Fernleitungen. Das Urteil ist klar: Keine andere Verbrennungsmaschine vereint so viele Vorteile wie moderne Gasturbinen. Sie sind kompakt, einfach zu transportieren und zu installieren, relativ leise, erschwinglich und effizient, bieten nahezu sofortige Stromversorgung und können ohne Wasserkühlung betrieben werden. All dies macht sie zur konkurrenzlosen stationären Antriebsmaschine.
Und ihre Langlebigkeit? Die Neuchâtel-Turbine wurde 2002 nach 63 Betriebsjahren stillgelegt – nicht wegen eines Ausfalls der Maschine, sondern wegen eines beschädigten Generators.
Dieser Artikel erscheint in der Printausgabe Dezember 2019 als „Superefficient Gas Turbines.“
Dieser Artikel wurde am 25.November 2019 korrigiert, um anzugeben, dass es sich bei der gemessenen Angelegenheit um die nivellierten Kapitalkosten für Elektrizität handelt.