Porównanie nowoczesnych wodorowych systemów energetycznych

• Autorzy: Brzęczek Mateusz , Baszczeńska Oliwia , Niesporek Kamil

Warianty tytułu

EN

Comparison of Modern Hydrogen Power Systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano porównanie nowoczesnych systemów energetycznych zasilanych wodorem. Skupiono się na analizie nowoczesnej elektrowni gazowo – parowej oraz obiegu Graz. W przypadku elektrowni gazowo – parowej doprowadzony do turbiny gazowej wodór ulegał spaleniu klasycznie w powietrzu, natomiast w układzie Graz wodór spalano w atmosferze czystego tlenu. Wariantem referencyjnym w analizie jest blok gazowo – parowy zasilany 100% gazem ziemnym. Przedstawiono i scharakteryzowano struktury analizowanych układów oraz główne założenia. Omówiono metodologie oceny pracy systemów energetycznych. Porównano osiągane moce, sprawności oraz poziomy emisji jednostkowej CO2 badanych układów. Analizowane układy charakteryzowały się wysoką sprawnością rzędu 60%. W przypadku układu Graz istnieje możliwość zwiększenia sprawności poprzez podniesienie relatywnie niskiej wartości temperatury COT. Ponadto przedstawione układy zasilane paliwem wodorowym wykazywały się niską lub zerową emisją CO2.

EN

The paper presents a comparison of modern energy systems powered by hydrogen. The work Focus on the analysis of a modern combined cycle power plant and the Graz cycle. In the case of the combined cycle power plant, hydrogen fed to the gas turbine was combusted in the air, while in the Graz system, hydrogen was burned in an atmosphere of pure oxygen. The reference case in the analysis is a combined cycle power plapowered by 100% natural gas. The structures of the analyzed systems and the main assumptions were present and characterized. Methodologies for the evaluation of the operation of energy systems were discussed. The achieved powers, efficiency, and levels of unitary C02 emission of the analyzed units were compared. The analyzed systems were characterized by high efficiency of 60%. In the case of the Graz system, it is possible to increase the efficiency by increasing the relatively low value of the COT temperature. Moreover, the presented systems power by hydrogen fuel showed low or no C02 emissions.

Słowa kluczowe

PL

wodór; obieg Graz; technologie wodorowe; elektrownia gazowo-parowa

EN

hydrogen; Graz cycle; combined cycle power plant; hydrogen technologies

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2023
• Tom: Nr 1
• Strony: 28--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Brzęczek Mateusz

• Politechnika Śląska w Gliwicach

autor

Baszczeńska Oliwia

• Politechnika Śląska w Gliwicach

autor

Niesporek Kamil

• Politechnika Śląska w Gliwicach

Bibliografia

• [1] Kotowicz J., Bartela Ł., Węcel D., Dubiel K.: Hydrogen generator characteristics for storage of renewably— 118, 1 January 2017, Pages 156-171.
• [2] Kotowicz J., Jurczyk M., Wecel D.: The possibilities of cooperation between a hydrogen generator and a wind farm. International Journal of Hydrogen Energy 46 (2021) 7047—7059
• [3] Kotowicz J., Walewska A., Jurczyk M.: Badania zbiorników adsorpcyjnych przeznaczonych a magazynowania wodoru przy wykorzystaniu systemu stabilizacji temperatury, Rynek Energii, 2022, nr 1, st 62-67
• [4] Longden T., Beck F. J., J otzo F., Andrews R., Prasad M.: ‘Clean ’ hydrogen? — Comparing the emissions arcosts of fossil fuel versus renewable electricity based hydrogen. Applied Energy 306 (2022) 118145
• [5] Miller A., Lewandowski J., Badyda K., Kiryk S., Hama J., Iki N.: Ofi-Design Analysis of the GRAZ Cyc. Performance, Proceedings of IGTC’03 (International Gas Turbine Congress 03) Tokyo, November 2—7.2001 (Paper No TS-089)
• [6] Miller A., Lewandowski J., Badyda K., Kiryk S., Milewski J.: Hydrogen Combustion Turbine Cycle Archives of Thermodynamics (Archiwum Termodynamiki) V.24 (2003) No 3 str. 17-30.
• [7] Nowicki J: Wstęp do energetyki wodorowej, Współczesne urządzenia oraz usługi elektroenergetyczn telekomunikacyjne 1 informatyczne, Sieci 1 Instalacje, listopad 2019, 20-2- 21
• [8] Olszowiec P.: W Wenecji pracuje pierwsza przemysłowa elektrownia na wodór, Energia Gigawat, 2011, nr 2-3
• [9] Popławska J.: Dywersyfikacja źródeł energii jako metoda uniezależnienia energetycznego państwa. Anna]: Universitatis Paedagogicae Cracoviensis Studia de Securitate 8 (2018)
• [10] Sanz W., Braun M., Jericha H., F. Platzer M., Adapting the zero-emission Graz Cycle for hydrogen combustic and investigation of its part load behavior, International Journal of Hydrogen Energy, Volume 43, Issue 11,
• [11] Schlund D., Schonfisch M.: Analysing the impact of a renewable hydrogen quota on the European electrici; and natural gas markets. Applied Energy 304 (2021) 117666

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).