GE veröffentlicht neue Option zur Emissionsreduzierung seiner mobilen Gasturbinen

GE Gas Power gab am 6. Dezember bekannt, dass es eine „innovative technische Lösung“ für vier TM2500-Aeroderivat-Gasturbinen an den Standorten des California Department of Water Resources (DWR) in Yuba City und Roseville, Kalifornien, eingesetzt hat (Abbildung 1). Berichten zufolge reduzierte die Lösung die Stickoxid- (NOx) und Kohlenmonoxid- (CO) Emissionen um mehr als 90 %, übertraf damit die Emissionsstandards der Weltbank und erfüllte die strengsten Emissionsstandardanforderungen Kaliforniens. Das Unternehmen sagte, dass es sich bei den Installationen um die ersten handelte, die jemals auf mobilen TM2500-Gasturbinen von GE implementiert wurden.

„Die aeroderivative Mobiltechnologie von GE, die typischerweise für Notstromversorgung eingesetzt wird, stellt eine perfekte Ergänzung zu erneuerbaren Energien und Spitzenstrom-Anwendungsfällen weltweit dar“, sagte Clive Nickolay, CEO des Geschäftsbereichs Aeroderivative von GE Gas Power, in einer Erklärung an POWER. „Wir freuen uns über die Bemühungen von GE, Kraftwerksbetreibern eine technische Lösung zur Verfügung zu stellen, die es ihnen ermöglicht, bei Bedarf schnell Spitzenleistung zu installieren und gleichzeitig die NOx- und CO-Emissionen drastisch auf niedrige einstellige Werte zu senken.“

DWR hat die vier Einheiten in Yuba City und Roseville im September 2021 in Betrieb genommen. Der Schritt erfolgte als Reaktion auf eine Notstandserklärung der Regierung von Gouverneur Gavin Newsom vom Juli 2021, in der DWR angewiesen wurde, mit der California Energy Commission (CEC) zusammenzuarbeiten Entwickeln Sie zusätzliche Energiekapazitäten, um das staatliche Stromnetz vor den Auswirkungen klimabedingter Dürren, Waldbrände und extremer Hitzewellen zu schützen.

„Die Expertise von DWR als viertgrößter Stromerzeuger in Kalifornien ermöglichte es uns, schnell mit der CEC, dem California Independent System Operator [CAISO] und unseren regionalen Partnern in Yuba City und Roseville zusammenzuarbeiten, um diese Einheiten ans Netz zu bringen“, sagte der stellvertretende Direktor des DWR sagte Ted Craddock, das staatliche Wasserprojekt, in einer Erklärung, die anlässlich der Fertigstellung des Projekts abgegeben wurde.

Die Generatoren sind für den Einsatz unter Notfallbedingungen vorgesehen, die von der CAISO im Rahmen eines Notfallplans festgelegt werden, der in Abstimmung mit der CEC und der California Public Utilities Commission entwickelt wurde. Der Plan umfasst eine Reihe von Maßnahmen zur Behebung potenzieller Engpässe bei der Energieversorgung, darunter Flex Alerts, Koordination mit benachbarten Ausgleichsbehörden, Strategien zur Nachfragereduzierung und die Inbetriebnahme neuer Ressourcen wie temporärer Generatoren. Die Einheiten in Yuba City werden von Calpine und die Einheiten in Roseville von Roseville Electric betrieben.

GE sagte, dass die hinzugefügte technische Lösung technische Studien für die Integration und Installation eines SCR-Technologiesystems (Selective Catalytic Reduction) umfasst, das eine bewährte und wirksame Lösung zur Begrenzung von Post-Combustion-Emissionen darstellt. Die Technologie funktioniert, indem sie übliche Emissionen durch einen „Katalysator“ entfernt.

Ein Katalysator ist wie eine Bienenwabe mit sehr kleinen Quadraten, durch die die Abgase der Gasturbine strömen müssen. Während die Gase den Katalysator passieren, oxidiert das CO zu CO2 und entfernt so effektiv das CO aus dem Abgasstrom.

Um NOx zu reduzieren, ist ein zweiter Katalysator erforderlich. Das Turbinenabgas wird mit verdampftem Ammoniak vermischt, und während die Kombination den zweiten Katalysator passiert, wandelt die Reaktion das NOx in Stickstoff und Wasserdampf um. „Die neue Lösung ermöglicht dramatische Verbesserungen der Emissionsleistung und stellt gleichzeitig sicher, dass der TM2500 das Netz mit zuverlässigem, erschwinglichem und kohlenstoffärmerem Strom versorgen kann“, sagte GE.

In Yuba City und Roseville arbeitete GE mit Kiewit Power Constructors Co. zusammen, einem Ingenieur-, Beschaffungs- und Bauunternehmen mit Hauptsitz in Omaha, Nebraska, um die Projekte abzuschließen. Die Emissionskontrolllösung umfasst 11 Meter hohe Module und einen 22 Meter hohen Stapel (Abbildung 2). Jede der vier TM2500-Gasturbinen kann bis zu 34 MW Strom erzeugen, was einer Gesamtleistung von 136 MW entspricht, und jede ist jetzt mit einem System zur Reduzierung der NOx-Emissionen auf 2,5 Teile pro Million (ppm) ausgestattet – der vom Bundesstaat festgelegte gesetzliche Grenzwert Kalifornien.

GE sagte, das System sei „vollständig modular“ und erfordere kein Schweißen. Das Standarddesign gilt sowohl für TM2500- als auch für LM2500XPRESS-Gasturbinen. Die Installation dauert etwa zwei Wochen, die Beschaffung der Ausrüstung dauert jedoch etwa sechs Monate. Das System kann für mehrere Kraftstoffanwendungen verwendet werden, darunter Erdgas, Destillat und Wasserstoff.

Viele Experten prognostizieren einen breiten Anstieg der Nutzung von Wasserstoff als Brennstoff zur Stromerzeugung. Einige sehen darin einen lebenswichtigen Energiespeichermechanismus, da erneuerbare Energie aus Wind und Sonne zur Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse genutzt werden könnte, anstatt die Produktion zu drosseln, wenn die Systemnachfrage geringer ist als das Angebot.

GE hat, wie die meisten anderen Gasturbinenhersteller, Mischungen aus Wasserstoff und Erdgas in seinen Anlagen getestet. Das Unternehmen berichtet, dass der TM2500 heute in der Lage ist, 75 % Wasserstoff zu verbrennen und dabei die Emissionen innerhalb der erforderlichen Grenzwerte zu halten, und es geht davon aus, dass seine mobilen Gasturbinen in Zukunft zu 100 % wasserstofffähig sein werden.

Das TM2500 von GE basiert auf der Strahltriebwerkstechnologie des Unternehmens, die von vielen Fluggesellschaften weltweit eingesetzt wird. Für eine hohe Mobilität sind die Einheiten normalerweise auf einem Radanhänger montiert. Laut GE sind weltweit mehr als 300 TM2500-Einheiten installiert, von denen viele als „Grundlastbrücke“ zu permanenten Strominstallationen oder zur Erzeugung von Notstrom/Spitzenstrom nach Naturkatastrophen, Anlagenstillständen, Netzinstabilität usw. dienen an isolierten Orten.

„Diese temporären Generatoren sind eine wichtige letzte Ressource, auf die man sich verlassen kann, um die Stromversorgungszuverlässigkeit in ganz Kalifornien bei Netznotfällen zu gewährleisten“, sagte CEC-Kommissar Siva Gunda in einer Erklärung, als die Einheiten Yuba City und Roseville in Betrieb genommen wurden.

Die ursprünglichen Projektkosten für die vier temporären Notstromaggregate von DWR beliefen sich auf 196 Millionen US-Dollar und wurden aus Notfallfonds finanziert. Die Einheiten sollten voraussichtlich bis zum 31. Dezember 2023 verfügbar bleiben. Es ist unklar, ob sich der Betriebszeitplan infolge der neuen Upgrades des Emissionssystems geändert hat.

—Aaron Larsonist der Chefredakteur von POWER (@AaronL_Power, @POWERmagazine).

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