oferują natychmiastową moc, która jest kompaktowa, mobilna, cicha, ekonomiczna, trwała i niezrównanie wydajna
osiemdziesiąt lat temu pierwsza na świecie przemysłowa turbina gazowa zaczęła wytwarzać energię elektryczną w miejskiej elektrowni w Neuchâtel w Szwajcarii. Maszyna, zainstalowana przez Browna Boveriego, odprowadzała spaliny bez wykorzystania ciepła, a sprężarka turbiny zużywała prawie trzy czwarte generowanej mocy. Skutkowało to wydajnością zaledwie 17 procent, czyli około 4 MW.
wybuch II Wojny Światowej i trudności ekonomiczne, które nastąpiły, sprawiły, że turbina Neuchâtel była pionierskim wyjątkiem aż do 1949 roku, kiedy to Westinghouse i General Electric wprowadziły swoje pierwsze konstrukcje o małej pojemności. Nie było pośpiechu, aby je instalować, ponieważ rynek wytwórczy był zdominowany przez duże elektrownie węglowe. Do 1960 r. najmocniejsza turbina gazowa osiągnęła 20 MW, wciąż o rząd wielkości mniejszą niż moc większości turbogeneratorów parowych.
w listopadzie 1965 roku wielki zanik mocy w USA na północnym wschodzie zmienił wiele decyzji: Turbiny gazowe mogły pracować z pełnym obciążeniem w ciągu kilku minut. Jednak rosnące ceny ropy i gazu oraz spowolnienie popytu na energię elektryczną uniemożliwiły szybki rozwój nowej technologii.
zmiana nastąpiła dopiero pod koniec lat 80. do 1990 roku prawie połowa wszystkich nowych zainstalowanych mocy w USA była w turbinach gazowych o zwiększającej się mocy, niezawodności i wydajności. Ale nawet wydajność przekraczająca 40 procent-pasująca do dzisiejszych najlepszych turbogeneratorów parowych-wytwarza gazy spalinowe o temperaturze około 600 °C, wystarczająco gorące, aby wytworzyć parę w dołączonej turbinie parowej. Te turbiny gazowe o cyklu kombinowanym (CCGT) pojawiły się pod koniec lat 60., a ich najlepsza wydajność wynosi obecnie 60 procent. Żaden inny główny napęd nie jest mniej marnotrawny.
turbiny gazowe są teraz znacznie mocniejsze. Siemens oferuje obecnie CCGT do wytwarzania energii elektrycznej o mocy 593 MW, prawie 40 razy większej niż maszyna Neuchâtel i 63-procentowej sprawności. 9HA GE zapewnia 571 MW w cyklu prostym i 661 MW (63,5% sprawności) przez CCGT.
ich niemal natychmiastowa dostępność sprawia, że turbiny gazowe są idealnymi dostawcami mocy szczytowej i najlepszymi zapasami dla nowej, przerywanej generacji wiatru i słońca. W Stanach Zjednoczonych są one obecnie zdecydowanie najtańszym wyborem dla nowych mocy wytwórczych. Przewiduje się, że wyrównany koszt kapitału energii elektrycznej—miara kosztu całego życia projektu energetycznego—dla nowej generacji, która wejdzie do eksploatacji w 2023 r., wyniesie około 60 USD za megawatogodzinę w przypadku turbogeneratorów parowych opalanych węglem z częściowym wychwytywaniem dwutlenku węgla, 48 USD/MWh w przypadku fotowoltaiki słonecznej i 40 USD/MWh w przypadku wiatru na lądzie-ale mniej niż 30 USD/MWh w przypadku konwencjonalnych turbin gazowych i mniej niż 10 USD/MWh w przypadku CCGT.
turbiny gazowe są również wykorzystywane do połączonej produkcji energii elektrycznej i ciepła, która jest wymagana w wielu gałęziach przemysłu i jest wykorzystywana do zasilania systemów centralnego ogrzewania w wielu dużych miastach europejskich. Turbiny te zostały nawet wykorzystane do ogrzewania i oświetlania rozległych Holenderskich szklarni, które dodatkowo korzystają z wykorzystania wytworzonego dwutlenku węgla do przyspieszenia wzrostu warzyw. Turbiny gazowe zasilają również sprężarki w wielu przedsiębiorstwach przemysłowych oraz w pompowniach rurociągów dalekobieżnych. Werdykt jest jasny: Żadne inne maszyny spalinowe nie łączą tak wielu zalet, jak nowoczesne turbiny gazowe. Są kompaktowe, łatwe w transporcie i instalacji, stosunkowo ciche, niedrogie i wydajne, oferują niemal natychmiastową moc i mogą pracować bez chłodzenia wodą. Wszystko to sprawia, że są bezkonkurencyjnym stacjonarnym urządzeniem napędowym.
i ich długowieczność? Turbina Neuchâtel została wycofana z eksploatacji w 2002 roku, po 63 latach eksploatacji—nie z powodu awarii maszyny, ale z powodu uszkodzonego generatora.
Ten artykuł ukazał się w grudniowym wydaniu drukowanym jako „Superefficient Gas Turbines.”
Ten artykuł został poprawiony w dniu 25 listopada 2019 r., aby określić, że mierzona sprawa jest wyrównanym kosztem kapitałowym energii elektrycznej.