Analiza integracji instalacji wytwarzającej odnawialny metanol z nowoczesną elektrownią gazowo – parową z CCS w technologii oxy–combustion – efekty synergii
Analysis of integration of renewable methanol installation with a modern CCPP with CCS in oxy-combustion technology - synergy effects
Mateusz Brzęczek, Janusz Kotowicz
Streszczenie
W artykule przedstawiono analizę termodynamiczną i korzyści wynikające z integracji układu wytwarzającego
metanol z CO2 pochodzącego z nowoczesnej elektrowni gazowo – parowej z CCS pracującej w technologii oxy-combustion.
W układzie wytwarzania „odnawialnego” metanolu wykorzystano farmę wiatrową o mocy 90 MW, która zasila generatory
wodoru. Analizę przedstawiono w szerokim zakresie funkcji mocy nominalnej elektrolizerów odniesionej do mocy farmy
wiatrowej NHG.nom/NWF.nom (0,01÷0,45). Wykazano efekt synergii towarzyszący integracji instalacji wytwarzania metanolu
z elektrownią gazowo – parowymi z CCS wynikający zarówno z podniesienia sprawności bloków jak i samej instalacji. Integracja
z blokiem (dla NHG.nom/NWF.nom = 0,45) pozwoliła na zwiększenie sprawności instalacji ηMG o 1,84 p.p. do wartości ηMG
= 70,88%, co w konsekwencji pozwoliło na wzrost sprawności całego układu do poziomu przekraczającego 56% (wzrost
o 1,46 p.p. względem wariantu referencyjnego). Wykorzystując strumienie ciepła odpadowego jak i energię chemiczną gazów
resztkowych sprawność instalacji ηMG.Q.E wzrosta o 2,11 p.p. do wartości ηMG.Q.E = 81,5% (sprawność całego układu osiąga
wtedy maksymalnie η = 64,41%). Integracja po stronie elektrowni w wariancie O:8WF dała możliwość wzrostu sprawności
elektrycznej turbiny gazowej o 0,24 p.p., a w przypadku całej elektrowni o 0,54 p.p sprawności elektrycznej netto.
metanol z CO2 pochodzącego z nowoczesnej elektrowni gazowo – parowej z CCS pracującej w technologii oxy-combustion.
W układzie wytwarzania „odnawialnego” metanolu wykorzystano farmę wiatrową o mocy 90 MW, która zasila generatory
wodoru. Analizę przedstawiono w szerokim zakresie funkcji mocy nominalnej elektrolizerów odniesionej do mocy farmy
wiatrowej NHG.nom/NWF.nom (0,01÷0,45). Wykazano efekt synergii towarzyszący integracji instalacji wytwarzania metanolu
z elektrownią gazowo – parowymi z CCS wynikający zarówno z podniesienia sprawności bloków jak i samej instalacji. Integracja
z blokiem (dla NHG.nom/NWF.nom = 0,45) pozwoliła na zwiększenie sprawności instalacji ηMG o 1,84 p.p. do wartości ηMG
= 70,88%, co w konsekwencji pozwoliło na wzrost sprawności całego układu do poziomu przekraczającego 56% (wzrost
o 1,46 p.p. względem wariantu referencyjnego). Wykorzystując strumienie ciepła odpadowego jak i energię chemiczną gazów
resztkowych sprawność instalacji ηMG.Q.E wzrosta o 2,11 p.p. do wartości ηMG.Q.E = 81,5% (sprawność całego układu osiąga
wtedy maksymalnie η = 64,41%). Integracja po stronie elektrowni w wariancie O:8WF dała możliwość wzrostu sprawności
elektrycznej turbiny gazowej o 0,24 p.p., a w przypadku całej elektrowni o 0,54 p.p sprawności elektrycznej netto.