燃气发电
燃气发电（英语：gas-fired power plant），是火力发电的一种，意指借由燃烧天然气来进行发电的技术。燃气发电目前占全世界发电总量约四分之一，且为主要温室气体排放的来源之一[1] ，也是导致气候变迁的因素之一。燃气发电可填补间歇性再生能源发电量低，且水力发电及电网并联调度不足时的发电缺口。
基本原理：热转机械能，再转电能 编辑
燃气发电为一种使用化石燃料发电的方式。存在天然气（主要成分为甲烷）中的化学能，经过燃烧转为热能（高温气体）和机械能（气体膨胀），再转变为机械能（转动发电机），最后转为电能。虽然其发电效率无法超过卡诺循环的理论效率极限，但可透过汽电共生来增加废热的使用，并提高其热效率。
电厂类型 编辑
一般可分成，单循环或复循环的燃气涡轮发动机，和燃气往复式引擎等三种类型。
单循环燃气涡轮 编辑
单循环燃气涡轮透过布雷顿循环，利用高温气体推动气涡轮机来发电。因为推动涡轮机后的气体，并未再循环利用而排放至环境中，因此又称为开式循环燃气涡轮机（英语：Open-cycle gas turbine, OCGT）。 这类型的发电厂建设成本相对低（请参考发电成本），可以短时间内快速启动，但发电效率(约35%[2])较复循环燃气涡轮低。一般作为尖峰负载发电厂，只在用电尖峰时运作。
复循环燃气涡轮 编辑
复循环燃气涡轮（英语：Combined cycle gas-turbine, CCGT）是由单循环燃气（布雷顿循环）再加上热回收蒸汽发生器和蒸汽涡轮发动机（朗肯循环）所组成的，因此称为复循环。最常见的配置是一个蒸汽涡轮搭配两个燃气涡轮。[3]复循环燃气的发电效率远高过单循环，可达55%。启动时间较长需要约半小时。[4]
往复式引擎 编辑
往复式燃气引擎的发电功率通常低于20百万瓦，比其它类型的燃气机组（300百万瓦以上）小。通常用做应急电源或是间歇性再生能源的备用能源。[5]
温室气体排放 编辑
燃气发电的二氧化碳排放约为每度电500公克，这大约是燃煤电厂的一半，但总体上来说仍是核电和可再生能源的十倍以上。生命周期碳排放通常显示出类似的模式，除非受到甲烷排放（例如燃气泄漏）的影响。
经济 编辑
在某些地区，建造再生能源搭配电池储能，成本会比新建燃气电厂还低。因为未来燃气电厂会有失去利用价值的风险。[6]
政治 编辑
就算是为了取代燃煤电厂，兴建燃气电厂还是有许多争议性。[7]
参考资料 编辑
- ^ Clean fuel? Methane leaks threaten natural gas' climate-friendly image. Reuters. 2018-06-29 [2019-06-30]. （原始内容存档于2020-10-20） （英语）.
- ^ BEIS Electricity Generation Costs (2020). BEIS. [2020-10-15]. （原始内容存档于2021-01-15）.
- ^ Power blocks in natural gas-fired combined-cycle plants are getting bigger - Today in Energy - U.S. Energy Information Administration (EIA). www.eia.gov. [2019-06-28]. （原始内容存档于2021-04-10）.
- ^ Combined cycle gas plant - Energy Education. energyeducation.ca. [2019-06-28]. （原始内容存档于2021-01-07）.
- ^ Natural gas-fired reciprocating engines are being deployed more to balance renewables - Today in Energy - U.S. Energy Information Administration (EIA). www.eia.gov. [2019-06-28]. （原始内容存档于2021-03-20）.
- ^ Andrew Burger. Natural Gas Power Stranded Asset Risk Reaches a Tipping Point. Solar Magazine. 2019-10-07 [2019-10-20]. （原始内容存档于2021-01-23） （美国英语）.
- ^ Harrabin, Roger. UK overrules block on Drax power station plans. 2019-10-07 [2019-10-20]. （原始内容存档于2020-11-03） （英国英语）.