Motorji kot alternativa plinskim turbinam?
»Slovenija bo gotovo potrebovala dodatne proizvodne vire na fosilna goriva,« je jasen Jurij Colarič, vodja tehničnega sektorja v Termoelektrarni Brestanica, ki ima s prek 400 MW daleč največjo nameščeno moč plinskih turbin v Sloveniji. »Ali bodo to plinske elektrarne ali mogoče tudi kaj drugega, pa je še stvar odločitve. V poštev na primer pridejo tudi motorji na notranje zgorevanje, za dnevna nihanja seveda tudi baterijski hranilniki. Ti dodatni viri bodo ključni za uravnavanje dnevnih in sezonskih razlik v proizvodnji spremenljivih obnovljivih virov, v Sloveniji torej predvsem sončnih elektrarn.«
Ob omembi motorjev na notranje zgorevanje smo zastrigli z ušesi. To je namreč tehnologija, ki je v Sloveniji še ne poznamo dobro in z njo nimamo izkušenj. »Motorji na notranje zgorevanje za proizvodnjo elektrike v tem delu Evrope niso zelo razširjeni,« pravi Colarič. »Ti motorji dobro delujejo na plin in tekoča goriva; pri plinskih motorjih je mogoča nadgradnja s primešavanjem vodika. To je smer, ki se nam zdi v tem trenutku najbolj smiselna.«
Višji izkoristek, krajši zagonski čas
Gre za velike motorje, velike skoraj kot hiša, ki imajo navadno nazivno moč 10–20 MW. »V primerjavi s plinskimi turbinami v odprtem ciklu imajo bistveno višji izkoristek. Če je pri sodobnih plinskih turbinah izkoristek okoli 38-odstoten, je pri motorji višji od 45 odstotkov.«
Prav tako imajo pomembno krajše zagonske čase – plinske turbine nazivno moč dosežejo v 10–12 minutah, motorji pa potrebujejo tudi manj kot pet minut. »Imajo boljšo sposobnost hitrega prilagajanja moči pa tudi stroški vzdrževanja so nižji,« razlaga Colarič.
Motorji so sicer na nameščen MW moči malenkost dražji od plinskih turbin in zavzemajo nekaj več prostora, a kot pravi Colarič, pod črto ni neke drastične razlike. »V obeh primerih je začetna investicija razmeroma nizka, drag pa je energent, potreben za obratovanje.«
Prilagojeni ladijski motorji
Največji proizvajalec in tudi promotor tovrstnih motorjev je finska korporacija Wärtsilä, katere osnovni posel je proizvodnja velikih ladijskih motorjev. Motorne elektrarne so tako pravzaprav nekoliko prilagojeni ladijski motorji. »Tehnologija je skoraj enaka, imamo skupno dobavno verigo in skupno tovarno za ladijske motorne ter motorje za elektrarne. Edina razlika je, da pri motorjih za elektrarne običajno uporabimo več cilindrov, zato so ti motorji nekoliko daljši,« je v podkastu Cleaning Up lani povedal Anders Lindberg, vodja energetskega oddelka in izvršni podpredsednik celotne skupine Wärtsilä.
Navedel je tudi nekaj dodatnih prednosti motorjev. Njihova zmogljivost na primer ni odvisna od zunanje temperature. »Zmogljivost je enaka, tj. od –45 do +45 stopinj Celzija, medtem ko plinske turbine v vročinskih valovih izgubijo nekaj učinkovitosti.«
Razlika v stroških vzdrževanja se po njegovih besedah izrazi pri velikem številu kratkotrajnih zagonov. »Naše motorne elektrarne se zaganjajo tudi po tisočkrat letno. Če bi tak obratovalni režim izvajali s plinsko turbino, bi stroški vzdrževanja pomembno narastli.«
Dodana vrednost najnovejših modelov motornih elektrarn je tudi možnost vgradnje sklopke, s pomočjo katere je mogoče rotor generatorja odklopiti od pogonske gredi, s čimer lahko deluje tudi kot sinhronski kompenzator, ki ne proizvaja električne energije, z inercijo rotirajoče mase pa se upira spremembam frekvence in tako vzdržuje stabilnost sistema.
»Vedno bolj sem navdušen«
Zakaj so motorji torej še vedno manj znana možnost, zakaj ostajajo v ozadju, nas je zanimalo. »Inženirji, ki imajo izkušnje s plinskimi turbinami, bodo po inerciji kupovali plinske turbine – stara navada, železna srajca,« meni Colarič.
Za odločitev za motorje je po njegovih besedah potreben miselni preskok. »Ne govorimo o 'smrdljivih' dizelskih motorjih, kot jih imamo mogoče v podzavesti, ampak o sodobnih motorjih na plin z nizkimi izpusti in odličnimi zmogljivostmi. Osebno sem nad to tehnologijo vedno bolj navdušen.«
Za začetek bi, razlaga, v TEB postavili dva motorja. »Nato pa bi se lahko na podlagi izkušenj odločili za morebitne dodatne zmogljivosti.«
Wärtsilä v zamejstvu
Od pred kratkim imamo prvo tovrstno elektrarno tudi v naši neposredni soseščini, v italijanski Gorici. Družba IME Power je namreč na lokaciji nekdanje plinske elektrarne, ki je delovala v kombiniranem ciklu, postavila štiri Wärtsiline motorje. »Bili smo na ogledu in lahko rečem, da odlično obratujejo,« je dejal Colarič.
Korporacija Wärtsilä ima sicer dolgo zgodovino prisotnosti na italijanski strani meje, saj je bila vrsto let lastnica tovarne ladijskih motorjev v Trstu, preden je leta 2022 najavila selitev proizvodnje v matično tovarno na Finsko. Tržaško tovarno so leta 2024 prodali velikemu evropskemu ladjarju MSC.
Fleksibilne elektrarne pospešujejo razogljičenje?
Pri Warstili poudarjajo, da je uporaba motorjev ali podobnih elektrarn za izravnavo elektroenergetskega sistema, ki temelji na obnovljivih virih, tudi najučinkovitejši način za dosego razogljičenja – z vidika stroškov in tudi z vidika hitrosti.
To dokazujejo s posebnim poročilom z naslovom Crossroads to net-zero, ki ga je njihov analitski oddelek izdelal leta 2024. V njem so primerjali dva scenarija: v prvem bi prihodnji energetski sistem temeljil samo na povečevanju zmogljivosti sončnih in vetrnih elektrarn ter hranilnikov energije, v drugem pa bi pri izravnavi sistema sodelovale tudi fleksibilne elektrarne na fosilna goriva, kot so njihovi motorji, ki bi sčasoma lahko prešle na drugačna, trajnostno pridobljena goriva.
Scenarij, ki vključuje fleksibilne elektrarne, je glede na njihove izsledke do leta 2050 na globalni ravni kar za 65 bilijonov evrov oziroma 42 odstotkov cenejši od prvega. Ključno je, da se je z dodatkom nadzorovanih proizvodnih zmogljivosti mogoče izogniti nameščanju prekomernih zmogljivosti obnovljivih virov in hranilnikov, da bi lahko zadostili potrebam v obdobjih z minimalno proizvodnjo. Z minimalnim prispevkom hitroodzivnih elektrarn na fosilna goriva bi tako lahko za kar 50 odstotkov zmanjšali nameščene zmogljivosti obnovljivih virov in s tem prihranili velikanske površine, ki bi bile potrebne za njihovo postavitev.
Hkrati se v tem scenariju za kar 88 odstotkov zmanjšajo potrebe po omejevanju prekomerne proizvodnje iz obnovljivih virov v ugodnih vremenskih razmerah. S pomočjo fleksibilnih konvencionalnih elektrarn bi bil zeleni prehod finančno bolj vzdržen in tudi učinkovit, poudarjajo. Ker bi lahko prej upokojevali klasične elektrarne, bi v ozračje do leta 2050 izpustili tudi za 21 odstotkov manj CO2.
VIR: Naš Stik