燃氣發電

燃氣發電廠,或是燃氣發電(英語:gas-fired power plant)是指藉由燃燒天然氣來進行發電的技術。燃氣發電目前佔全世界發電總量約四分之一,且為主要溫室氣體排放的來源之一。[1]燃氣發電可填補間歇性再生能源發電量低,且水力發電電網並聯調度不足時的發電缺口。

一個位在德國柏林的燃氣汽電共生廠。

基本原理:熱轉機械能,再轉電能编辑

燃氣發電為一種使用化石燃料發電的方式。存在天然氣(主要成分為甲烷)中的化學能,經過燃燒轉為熱能(高溫氣體)和機械能(氣體膨脹),再轉變為機械能(轉動發電機),最後轉為電能。雖然其發電效率無法超過卡諾循環的理論效率極限,但可透過汽電共生來增加廢熱的使用,並提高其熱效率

電廠類型编辑

一般可分成,單循環或複循環的燃氣渦輪發動機,和燃氣往復式引擎等三種類型。

單循環燃氣渦輪编辑

單循環燃氣渦輪透過布雷頓循環,利用高溫氣體推動氣渦輪機來發電。因為推動渦輪機後的氣體,並未再循環利用而排放至環境中,因此又稱為開式循環燃氣渦輪機(英語:Open-cycle gas turbine, OCGT)。 這類型的發電廠建設成本相對低(請參考發電成本),可以短時間內快速啟動,但發電效率(約35%[2])較複循環燃氣渦輪低。一般作為尖峰負載發電廠,只在用電尖峰時運作。

複循環燃氣渦輪编辑

複循環燃氣渦輪(英語:Combined cycle gas-turbine, CCGT)是由單循環燃氣(布雷頓循環)再加上熱回收蒸汽發生器和蒸汽渦輪發動機朗肯循環)所組成的,因此稱為複循環。最常見的配置是一個蒸汽渦輪搭配兩個燃氣渦輪。[3]複循環燃氣的發電效率遠高過單循環,可達55%。啟動時間較長需要約半小時。[4]

往復式引擎编辑

往復式燃氣引擎的發電功率通常低於20百萬瓦,比其它類型的燃氣機組(300百萬瓦以上)小。通常用做應急電源或是間歇性再生能源的備用能源。[5]


溫室氣體排放编辑

燃氣發電的二氧化碳排放約為每度電500公克。

經濟编辑

在某些地區,建造再生能源搭配電池儲能,成本會比新建燃氣電廠還低。因為未來燃氣電廠會有失去利用價值的風險。[6]

政治编辑

就算是為了取代燃煤電廠,興建燃氣電廠還是有許多爭議性。[7]

參考資料编辑