Stromerzeugung Wasserstoffbetriebene Großgasturbine besteht Befeuerungstest

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Tobias Hüser

Eine von Mitsubishi Hitachi Power Systems (MHPS) entwickelte Großgasturbine zur Stromerzeugung hat den Befeuerungstest bestanden. Die Testergebnisse bestätigten, dass durch den Einsatz eines MHPS-eigenen Brenners eine stabile Verbrennung eines 30%igen Wasserstoff-Gemischs erreicht werden kann. Im Vergleich zur erdgasbefeuerten Stromerzeugung gelingt so eine Reduktion der Kohlendioxid-Emissionen um 10 %.

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Im Takasago-Werk von MHPS wurde der Befeuerungstest durchgeführt.
Im Takasago-Werk von MHPS wurde der Befeuerungstest durchgeführt.
(Bild: Business Wire)

Yokohama/Japan – Der Wasserstoff-Mischfeuerungstest wurde im Takasago-Werk von MHPS unter Einsatz von Ist-Druckverbrennungsprüfständen im Rahmen eines Projekts der japanischen New Energy and Industrial Technology Development Organization (Nedo) durchgeführt, das auf die Entwicklung von Technologien zur Realisierung einer „Wasserstoffgesellschaft“ abzielt. In einer Wasserstoffgesellschaft wird Wasserstoff – eine saubere, kohlenstofffreie Energie, die keine Treibhausgase freisetzt – in großem Umfang genutzt.

Die Bedingungen für den Befeuerungstest erforderten eine Turbineneintrittstemperatur von 1.600 ℃, was einer Ausgangsleistung von 700 MW entspricht, und die Verwendung der Vormischbrennkammer der erdgasbefeuerten Gasturbinen der J-Serie, die einen Wirkungsgrad der Stromerzeugung von über 63 % bieten. Mit einem 30%igen Wasserstoffgemisch konnte eine stabile Verbrennung bei Einhaltung der betriebsfähigen Grenzwerte für Stickoxidemissionen (NOx), Verbrennungsschwingung usw. nachgewiesen werden.

Bei der in der Großgasturbine eingesetzten stabilen Wasserstoff-Mischfeuerungstechnologie kommt die von MHPS entwickelte Dry-low-NOx-Brennkammer (stickstoffoxidarme Trockenverbrennung) als verbesserte Version der erdgasbefeuerten Brennkammern des Unternehmens zum Einsatz. Die Verbrennungsmethode ist das Vormischen, ein Bereich, in dem MHPS durch den Einsatz von DLN-Brennkammern über umfangreiche Erfahrungen verfügt. Die Brennstoffdüse der Brennkammer erzeugt einen Rotationsluftstrom, der die Bildung eines gleichmäßigeren, vorgemischten Gases ermöglicht, was zu einem niedrigen NOx-Wert führt. Mit Ausnahme der Brennkammer können die vorhandenen Anlagen unverändert genutzt werden, wodurch die möglichen Kosten für den Umbau eines erdgasbefeuerten Kraftwerks zu einem Wasserstoffkraftwerk reduziert werden.

Wasserstoff soll zu Japans Hauptenergiequelle werden

In Japan werden unter der Führung des Ministeriums für Wirtschaft, Handel und Industrie und des Kabinettsamts Anstrengungen unternommen, Wasserstoff zu einer der Hauptenergieformen des Landes zu entwickeln. Die Forschung und Entwicklung von mit Wasserstoff betriebenen Gasturbinen konzentriert sich derzeit auf kleine und mittlere Gasturbinen für kleine Wärmekraftwerke, die für die dezentrale Stromerzeugung oder den Bereich der Kraft-Wärme-Kopplung geeignet sind. Nach der erfolgreichen Erprobung des Wasserstoffbrennstoffs in einer Großgasturbine für große Wärmekraftwerke steht nun im Mittelpunkt der Erwartungen, dass die neue Technologie einen wesentlichen Beitrag zur Entlastung der weltweiten Umwelt im Zusammenhang mit der Stromerzeugung leisten wird. Sie stellt den ersten Schritt zur Verwirklichung einer CO2-freien Wasserstoffgesellschaft dar, einer Schlüsselstrategie, die im Dezember letzten Jahres auf der zweiten Sitzung des japanischen Ministerrats für erneuerbare Energien, Wasserstoff und verwandte Themen festgelegt wurde.

Nach diesem erfolgreichen Test wird MHPS die Entwicklung von wasserstoffbetriebenen Gasturbinen beschleunigen und die Nutzung von Wasserstoff durch Wärmekraftwerksbetreiber fördern. Die Mitsubishi Heavy Industries Group ist darüber hinaus führend in der CO2-Abscheidungs- und Speicherungstechnologie (CCS), die für die Versorgung mit kohlenstofffreiem Wasserstoff unverzichtbar ist. Durch die Verknüpfung dieser Technologien ist der Konzern in der Lage, die Entwicklung einer internationalen Lieferkette, die Wasserstoffversorgung, -transport und -speicherung umfasst, voranzutreiben und damit zur Verwirklichung einer Wasserstoffgesellschaft beizutragen.

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