優れたスクラブ: GE モバイル ガス タービンは、最も厳しい CO および NOx 排出規制の一部に適合できるようになりました

Apr 27, 2023

今世紀の最初の 20 年間は、カリフォルニア人にとって決して優しいものではありませんでした。 現在22年目を迎えている現在進行中の大干ばつは800年以来で最も深刻で、広大な地域が記録的な山火事にさらされている。 干ばつの影響で、カリフォルニアの貯水池、ひいては水力発電の供給量も驚くほど低下している。 水力発電が枯渇した場合の供給不足を予測して、同州水資源局（DWR）は調達代理店として機能し、GEのクイックスタートTM2500航空転用ガスタービン4台を委託し、自然災害が発生した場合や水力発電などの災害時に顧客の照明を点灯し続けるのに役立てた。再生可能エネルギーだけでは需要を満たすのに十分な電力を生成できません。

4 基の天然ガス発電タービンは合計 136 メガワットの容量を持ち、米国の約 13 万世帯に相当する電力に相当する電力を供給するのに十分な量で、キーウィット パワー コンストラクターズによって、サクラメント北部のローズビルとユバ シティの工場に設置されました。 これらのユニットは、カリフォルニアの独立系事業者または西部地域電力局の指示に従って、5 分以内に起動して電力網をサポートするためのフル電力を供給できます。

通常、緊急用途に使用される移動式タービンは、標準構成ですでに世界銀行の排出基準を満たしています。 世界で最も厳しい排ガス規制のあるカリフォルニア州では、窒素酸化物 (NOx) と一酸化炭素 (CO) の排出量をさらに低くすることが求められているため、GE とそのパートナーは移動式ガスタービン用のソリューションを開発する必要がありました。

一酸化炭素は、大気中で二酸化炭素に次いで 2 番目と 3 番目に影響の大きい温室効果ガスであるオゾン (別名スモッグ) とメタンに変化し、間接的に気候変動に寄与します。 一方、窒素酸化物（主に NO と NO2、総称して NOx と呼ばれます）は、人間の健康に大きな影響を与える可能性があります。

この排出問題に対処するため、GE は今年 6 月に DWR と協力して、選択触媒還元技術 (SCR) を使用した移動式ガス タービン用のソリューションを開発しました。 本質的には車のテールパイプにあるような触媒コンバータですが、高さ 70 フィート (22 メートル) のスタックを備えた SCR は、CO と NOx を 90% も削減できます。

GE ガスパワーの航空派生事業部門の CEO、クライブ・ニコレー氏は、「GE の航空派生モバイル技術は、通常、非常用電力に使用され、世界中の再生可能エネルギーやピーキング電力の使用例を完全に補完します。」と述べています。 「私たちは、DWR のような発電所運営者に、必要に応じて仮設電力を迅速に設置できる柔軟性を提供するとともに、NOx と CO の排出レベルを 1 桁前半まで削減するという大きな進歩を遂げ、低炭素の未来に向けた体制を整えることに興奮しています。」

TM2500 (航空転用タービン、つまり再構成されたジェット エンジン) の長所の 1 つは、トレーラーに搭載して現場まで牽引し、迅速にセットアップできることで、系統緊急事態に直面している系統運用者や電力会社をサポートできることです。

「TM2500 ユニットはわずか約 2 週間で設置できます」と、SCR プロジェクトを監督した GE ガスパワーの航空転用発電プロジェクトの商業化リーダー、パトリック・マーハー氏は述べています。 「私たちは、ほぼ同じ速度で設置できる SCR 用のソリューションを作成したいと考えていました。事前に組み立てられたモジュール式コンポーネントのおかげで、このユニットを組み立てるのにわずか数週間しかかかりませんでした。」 設置時間が短縮されると、顧客のコストが削減されます。

どのように機能するのでしょうか? 「触媒は蜂の巣のようなもので、ガスタービンからの排気ガスが通過する非常に小さな四角形です」とマーヘル氏は説明する。 「排気ガスがこの触媒を通過すると、CO は CO2 に酸化され、排気流から CO が効果的に除去されます。」 NOx を還元するには 2 番目の触媒が必要です。 タービン排気は蒸発したアンモニアと混合され、次に第 2 触媒を通過します。 この反応により、NOx は窒素と水蒸気に変換されます。

世界中で 300 台を超える TM2500 が配備されており、稼働時間は 600 万時間を超えています。 最近の顧客の 1 つはスイス連邦エネルギー局で、この冬に起こり得る電力不足に対処するために、チューリッヒ近郊の発電所に 8 基のタービンを設置しています。 現在、スイスやその他の厳しい CO および NOx 要件を持つ先進国は、GE の移動式ガス タービンを使用して、必要に応じて排出量をさらに削減できる柔軟性を備えています。

将来の聖杯は、グリーン水素などのゼロまたは低炭素燃料でこれらのタービンを運転できるようになることです。 現在、これらの機械はすでに 75% の水素を燃焼させることができ、水素 (H2) 経済の成長に伴い、GE は TM2500 が移動式ガス タービン内で 100% の H2 を燃焼させ、動作中の CO2 排出を排除する能力をさらに開発する予定です。 これにより、発電所の運営者は最終的に、クイックスタート/ピーキング ソリューションを使用できるだけでなく、世界中で使用できる派遣可能な正味ゼロ炭素排出発電ソリューションを利用できるというメリットが得られるでしょう。

GEはすでに水素と天然ガスの混合物の試験に取り組んでいる。 一例として、GE LM6000 航空転用ガスタービンに関するニューヨーク電力局との最近のテストが挙げられます。このテストでは、水素の増加と CO2 排出量の削減との間に明らかな相関関係が示されており、体積比 35% の水素を同時燃焼させると速度は約 14% 減少しましたが、NOx は減少しました。 、CO、アンモニアのレベルも規制値以下に保たれました。 それでも、水素主導の世界ではCO2とCOは消滅するが、NOxは残るため、GEがカリフォルニアで開発したようなソリューションはNOx排出量を低く抑えるために機能するだろう。

他の複雑な問題と同様に、温室効果ガスやその他の排出物を大気中に排出しないようにするには、一連の補完的な戦略が必要です。 TM2500 のような機械を備えた GE の航空転用ガス タービン技術の柔軟性は、起動時間が短く再生可能電力を補完できるため、エネルギー ミックスにおける重要なツールとなります。 「これは素晴らしい追加です」とマーヘル氏は言う。 「モジュール式であるため、費用対効果の高いオプションであり、メンテナンスコストが低く、以前のオプションよりも環境への影響が低くなります。」