ne tarjoavat välitöntä tehoa, joka on kompakti, liikkuva, hiljainen, taloudellinen, kestävä ja verrattoman tehokas
kahdeksankymmentä vuotta sitten maailman ensimmäinen teollinen kaasuturbiini alkoi tuottaa sähköä kunnallisessa voimalaitoksessa Sveitsin Neuchâtelissa. Brown Boverin asentama kone tuuletti pakokaasua hyödyntämättä sen lämpöä, ja turbiinin kompressori kulutti lähes kolme neljäsosaa tuotetusta tehosta. Tällöin hyötysuhde oli vain 17 prosenttia eli noin 4 MW.
toisen maailmansodan keskeytyminen ja sitä seuranneet taloudelliset vaikeudet tekivät Neuchâtelin turbiinista uraauurtavan poikkeuksen vuoteen 1949 asti, jolloin Westinghouse ja General Electric esittelivät ensimmäiset matalakapasiteettiset mallinsa. Niiden asentamisella ei ollut kiirettä, sillä tuotantomarkkinoita hallitsivat suuret hiilivoimalat. Vuoteen 1960 mennessä tehokkain kaasuturbiini saavutti 20 MW: n tason, joka on yhä suuruusluokkaa pienempi kuin useimpien höyryturbogeneraattoreiden teho.
marraskuussa 1965 Yhdysvaltain koillisosan suurvaltakatkos muutti monen mielen: Kaasuturbiinit voisivat toimia täydellä kuormalla muutamassa minuutissa. Öljyn ja kaasun hintojen nousu ja sähkön kysynnän hidastuminen estivät kuitenkin uuden tekniikan nopean laajenemisen.
muutos tapahtui vasta 1980-luvun lopulla. vuoteen 1990 mennessä lähes puolet Yhdysvaltain uudesta kapasiteetista oli kaasuturbiineissa, joiden teho, luotettavuus ja tehokkuus kasvoivat. Mutta jopa yli 40 prosentin hyötysuhde—joka vastaa nykyajan parhaita höyryturbogeneraattoreita—tuottaa pakokaasuja, joiden lämpötila on noin 600 °C ja jotka ovat riittävän kuumia tuottamaan höyryä liitetyssä höyryturbiinissa. Nämä kaasuturbiinit (combined-cycle gas turbines, CCGT) saapuivat 1960-luvun lopulla, ja niiden paras hyötysuhde on nyt yli 60 prosenttia. Mikään muu päätekijä ei ole yhtä tuhlaileva.
kaasuturbiinit ovat nykyään paljon tehokkaampia. Siemens tarjoaa nyt 593 MW: n sähköntuotantoon tarkoitettua CCGT: tä, joka on lähes 40 kertaa tehokkaampi kuin Neuchâtelin kone ja toimii 63 prosentin hyötysuhteella. GE: n 9HA tuottaa 571 MW yksinkertaisen syklin tuotannossa ja 661 MW (63,5 prosentin hyötysuhde) CCGT: llä.
niiden lähes välitön saatavuus tekee kaasuturbiineista ihanteelliset huipputehon toimittajat ja parhaat varmuuskopiot uudelle ajoittaiselle tuuli-ja aurinkoenergian tuotannolle. Yhdysvalloissa ne ovat tällä hetkellä ylivoimaisesti edullisin valinta uudeksi tuotantokapasiteetiksi. Vuonna 2023 käyttöön otettavan uuden sukupolven sähkön tasoitettujen pääomakustannusten—energiahankkeen elinkaarikustannusten—ennustetaan olevan noin 60 Yhdysvaltain Dollaria megawattitunnilta hiilikäyttöisissä höyryturbogeneraattoreissa, joissa on osittainen hiilidioksidin talteenotto, 48 dollaria/MWh aurinkosähkössä ja 40 dollaria/MWh maatuulessa-mutta alle 30 dollaria/MWh perinteisissä kaasuturbiineissa ja alle 10 dollaria/MWh CCGT: issä.
kaasuturbiineja käytetään myös sähkön ja lämmön yhteistuotantoon, jota tarvitaan monilla teollisuudenaloilla ja jota käytetään keskuslämmitysjärjestelmien energisointiin monissa Euroopan suurkaupungeissa. Näitä turbiineja on jopa käytetty lämmittämään ja valaisemaan laajoja alankomaalaisia kasvihuoneita, jotka lisäksi hyötyvät syntyvän hiilidioksidin käytöstä kasvisten kasvun nopeuttamiseksi. Kaasuturbiinit pyörittävät kompressoreita myös monissa teollisuusyrityksissä ja kaukoliikenteen putkistojen pumppaamoissa. Tuomio on selvä: Muissa polttokoneissa ei ole yhtä monia etuja kuin nykyaikaisissa kaasuturbiineissa. Ne ovat kompakti, helppo kuljettaa ja asentaa, suhteellisen hiljainen, edullinen ja tehokas, tarjoaa lähes instant-on-virta ja pystyy toimimaan ilman vesijäähdytystä. Kaikki tämä tekee niistä vertaansa vailla paikallaan prime liikuttaja.
ja niiden pitkäikäisyys? Neuchâtelin turbiini poistettiin käytöstä vuonna 2002, 63 toimintavuoden jälkeen—ei koneen vian vaan vaurioituneen generaattorin vuoksi.
Tämä artikkeli ilmestyy joulukuun 2019 printtilehdessä nimellä ”Superefficient Gas Turbines.”
Juttua korjattu 25.11.2019 tarkentamaan, että mitattava asia on sähkön tasoitettu pääomakustannus.