Paroplynový cyklus nabízí nejlepší využití paliva

Paroplynový cyklus nabízí nejlepší využití paliva

n Účinnost při výrobě elektrické energie a tepla přesahuje 80 procentStupeň účinnosti nedosažitelný pro klasické tepelné elektrárny nabízí paroplynová technologie, která je v současné době nejúčinnějším způsobem výroby energie na bázi fosilních paliv. Jako základní palivo se často užívá zemní plyn, může se však spalovat i svítiplyn, lehké topné oleje či mazut.

Plyn hoří ve spalovací komoře, roztáčí plynovou turbínu a žhavé spaliny se vedou do parního kotle. V něm se vyrábí pára, která se žene na lopatky parní turbíny. Po průchodu turbínou se pára může ještě použít pro dálkové vytápění nebo výrobu technologické páry.

Paroplynový cyklus je pružný energetický zdroj, který umožňuje poměrně rychlé přistavení k síti. Proto se s výhodou používá pro krytí energetických špiček, jako doplňkový energetický zdroj k "tvrdým" výrobcům elektrické energie - například k jaderným elektrárnám, které mají trvalý a stabilní výkon. (Poměrně rychlé startovací a zatěžovací časy při výrobě energie mohou zaručit jen plynové a vodní turbíny. Plynová turbína paroplynového cyklu může být připojena k síti doslova za několik minut po spuštění a zhruba za čtvrt hodiny může být na plném výkonu. Parní turbína stejného paroplynového zařízení dosáhne plného výkonu řádově za 30 až 60 minut.)

Paroplynový cyklus je hospodárný, má vysokou účinnost při využití paliva. Firma Siemens například udává více než 36procentní účinnost při výrobě elektrické energie pouze na plynové turbíně, přes 50 procent při zapojení plynové i parní turbíny a výrazně více než 80procentní využití paliva při chodu obou turbín zároveň s výrobou tepla pro dálkové vytápění.

Z komína odchází teplo, CO a NOx, produkce škodlivin se snižuje používáním speciálních nízkoemisních hořáků, které k plynu přiměšují spalovací vzduch a tím zdokonalují hoření. Obecně paroplyn produkuje mnohem méně škodlivin než klasická tepelná elektrárna.

Rozvoj výkonných paroplynových jednotek umožnila kosmická technologie. Teplota plynu vstupujícího do plynové turbíny někdy přesahuje 1300 stupňů C, spaliny, které v parním kotli vyrábějí páru, mívají kolem 500 stupňů. Proto je technologicky velmi náročná zejména výroba lopatek plynových turbín, při které se používá keramika. Plynové turbíny menších výkonů v ČR vyrábí už desítky let například První brněnská strojírna, ale vysokovýkonné jednotky dokáže vyrobit jen několik firem na světě (například Siemens, Westinghouse, ABB, Mitsubishi, GEC Alsthom).

První velkou paroplynovou elektrárnu v ČR začala stavět v srpnu 1993 Sokolovská uhelná, a. s., ve Vřesové. Stavba paroplynové elektrárny potrvá do roku 1996 a vyžádá si náklady 4,8 miliardy korun. Ve dvou blocích bude vyrábět 2 x 200 MW elektrické energie, má mít až 80procentní využitelnost paliva. Základním palivem bude svítiplyn ve směsi se zemním plynem.

Jednu z nejvýkonnějších paroplynových jednotek na světě bude stavět Siemens v elektrárně Hsinta na jihozápadním pobřeží Tchaj-wanu. S celkovým výkonem 2364 MW má být největší paroplynovou elektrárnou v síti s kmitočtem 60 Hz.

Stavba paroplynových elektráren je významná cesta k lepšímu využití fosilních paliv a v nejbližší době se bude rychle rozvíjet, řadu projektů připravují i české podniky. V celosvětovém měřítku se očekává, že v budoucích letech asi polovina přírůstku spotřeby plynu bude pokrývat výrobu elektrické energie. Podle nedávno zveřejněné prognózy společnosti Shell poroste světová spotřeba energie do roku 2020 průměrně o dvě procenta ročně. Podíl plynu na primárních energetických zdrojích vzroste ze současných 21 na 24 procent v roce 2020, a světová roční spotřeba plynu se zvýší z dnešních dvou biliónů krychlových metrů na tři bilióny.