All Categories
EN EN

Электр энергиясын шығаруда табиғи газды пайдаланудың қандай артықшылықтары бар?

2025-07-16 13:57:01
Электр энергиясын шығаруда табиғи газды пайдаланудың қандай артықшылықтары бар?

Электр энергиясын шығаруда табиғи газды пайдаланудың қандай артықшылықтары бар? ​

Табиғи газ қазіргі заманғы энергия өндіру , оның көпшілдігі, тиімділігі және қоршаған ортаны қорғау артықшылықтары үшін құнды. Әлемдік энергетикалық жүйелер төмен көміртекті болашаққа өткен сайын табиғи газ электр энергиясын шығару – дәстүрлі пайдалы қазбалар мен жаңартылатын энергия көздерінің арасындағы қашықтықты жабатын көпір болып табылады, сенімділік пен тұрақтылықты қамтамасыз ететін ерекше артықшылықтар ұсынады. Шығарылымдарды азайтудан бастап электр желілерінің икемділігін арттыруға дейін электр энергиясын шығаруда табиғи газдың рөлі дамып келе жатыр, оны әртүрлі энергетикалық портфельдердің маңызды компонентіне айналдырады. Табиғи газды электр энергиясын шығаруда қолданудың негізгі артықшылықтарын қарастырайық энергия өндіру .

Көміртек шығарындыларының басқа пайдалы қазбалармен салыстырғанда төмендеуі ​

Табиғи газдың электр энергиясын шығарудағы ең маңызды артықшылықтарының бірі – оның көмір мен мұнайға қарағанда көміртек жалғанының азырақ болуы. Табиғи газ жанған кезде негізінен метан (CH₄) бөлінеді, ол энергияның бір бірлігіне көмірден 50% аз көмірқышқыл газын (CO₂), ал мұнайдың жануына қарағанда 30% аз бөліп шығарады. Бұл табиғи газ электр станцияларын жергілікті және орта мерзімді кезеңде жылыжай газдарының шығарындыларын азайтудың негізгі құралына айналдырады, өйткені мемлекеттер нетто-нөлдік мақсаттарға жетуге тырысуда.
Мысалы, типтік көмір электр станциясы әрбір киловатт-сағат (кВт·сағ) электр энергиясын шығару барысында шамамен 820 грамм CO₂ шығарады, ал заманауи табиғи газды комбинирленген циклді (CCGT) электр станциясы тек 450 грамм CO₂ шығарады. Бұл азайту едәуір: 500 мегаваттық (МВт) көмір электр станциясын табиғи газбен жұмыс істейтін электр станциясымен ауыстырса, жыл сайын 4 миллион метрикалық тоннаға дейін CO₂ шығарындысын қысқартуға болады — бұл жолдан 850 мың автомобильді алып тастауға эквивалентті. Көмір әлі де басым болып табылатын Азия мен Шығыс Еуропаның кейбір аймақтарында табиғи газға негізделген электр энергиясын шығаруға ауысу — тез арада шығарындыларды қысқартудың нақты жолы болып табылады.
Табиғи газ электр станциялары күкірт диоксиді (SO₂), азот оксидтері (NOₓ) және тұнба заттар сияқты ауа ластайтын заттардың азырақ шығарылуына әкеледі. SO₂ қышқыл жаңбырдың пайда болуына ықпал ететін болса, NOₓ пен тұнбалар адам денсаулығына зиян келтіреді және тыныс алу жолдарымен байланысты ауруларды туғызады. Алғашқы табиғи газ электр стандаларында селективті каталитикалық қалпына келтіру (SCR) технологиясы мен NOₓ шығарындыларын одан әрі азайту үшін басқа да технологиялар қолданылады, олар ескі отын көздерінен таза болып саналады және қатаң экологиялық нормаларға сай келеді.

Электр энергиясын өндіруде жоғары пайдалану әсері ​

Табиғи газ электр станциялары, әсіресе біріккен циклды электр станциялары ең жоғары пайдалану әсерін көрсетеді, отынның әрбір бірлігінен алынатын энергияны максималды пайдалануға мүмкіндік береді. Біріккен циклды газ турбинасы (CCGT) электр станциясы екі циклды пайдаланады: алғашқыда газ турбинаны табиғи газбен жағып тікелей электр энергиясын шығарады, сосын турбинадан шыққан қалдық жылу бу айналатын турбинаны іске қосатын бу өндіруге пайдаланылады. Осы екі процесстің нәтижесінде пайдалану әсері 60% немесе одан жоғары болады, дәстүрлі көмір қозғалтқышты электр станцияларының 30–40% және қарапайым циклды газ турбиналарының 20–25% көрсеткіштеріне сәйкес.
Бұл жоғары әсер ету коэффициенті отын шығынының төмендеуіне және шығындардың азаюына аударылады. 500 МВт-тық ССGT қондырғысы жылына шамамен 2,5 миллиард куб фут табиғи газға дейін қажет етеді, ал оның қуаттылығы бірдей көмір қондырғысына 1 миллион тонна көмірден артық қажет болады – газбен жұмыс істейтін электр станцияларының отын және тасымалдау шығындарын азайтады. Коммуналдық қызмет көрсетушілер үшін бұл әсер ету коэффициенті отынның аздығымен көбірек электр энергиясын өндіру мүмкіндігін береді, пайдалылықты арттырады және импортталған энергия көздеріне тәуелділікті азайтады.
Тіпті қарапайым циклді табиғи газ қондырғылары да, бу турбинасы болмағанымен, қажет болған жағдайда әсер ету коэффициентінің артықшылықтарын ұсынады. Олар сұраныстың кенеттен секіріп өсуіне (мысалы, ыстық кезеңде) тез тосып жетуге және мұнаймен жұмыс істейтін резервтік қондырғыларға қарағанда отынды аз пайдалануға қабілетті, сонымен қатар электр желісінің жүктемесін теңестіру үшін тиімді таңдау болып табылады.

Электр энергиясын өндірудің икемділігі мен сенімділігі ​

Табиғи газ электр станцияларының икемділігі жоғары, бұл жел және күн сияқты айнымалы қайта өңделетін энергия көздерін желіге кірістірген кезде маңызды қасиет болып табылады. Табиғи газбен жұмыс істейтін электр станциялары, әсіресе ашық циклды турбиналар, тоннан немесе күннен тұратын көмір немесе ядролық электр станцияларынан айырмашылығы, толық қуатына дейін жету үшін тек бірнеше минут уақыт қажет. Бұл кез келген тұрақтылықты қамтамасыз ететін жел тоқтап қалғанда немесе күн батқанда қайта өңделетін энергия көздерінің өндірісіндегі тербелістерге тез әрі тиімді әрекет етуге мүмкіндік береді.
Мысалы, егер 100 МВт қуатты күн электр станциясы бұлтты ауа әсерінен кенет өндіруді тоқтатса, онда жақын жерде орналасқан табиғи газбен жұмыс істейтін электр станциясы 10–15 минут ішінде өндіруді 100 МВт-қа дейін көбейтіп, электр энергиясының тапшылығын болдырмауға көмектеседі. Дәл осындай «жедел қосу мүмкіндігі» табиғи газбен жұмыс істейтін электр станцияларын қайта өңделетін энергиямен ынтымақтастық үшін идеалды таңдау етіп қалыптастырады және таза энергияға өтуді сенімділікті сақтай отырып қолдайды.
Табиғи газбен жұмыс істейтін электр станциялары отын көздерін таңдауда да ыңғайлы. Оларға трубопроводтық газ, сұйылтылған табиғи газ (LNG) немесе қысылған табиғи газ (CNG) пайдалануға болады, бұл коммуналдық кәсіпорындарға әртүрлі жеткізу тізбегіне қолжетімділік береді. Бұл әртүрлі отын көздерінде болатын үзілістерге төзімділікті азайтады және энергия қауіпсіздігін арттырады. АҚШ, Ресей және Катар сияқты елдерде өз ішкі табиғи газ қорлары болғандықтан импортталатын көмір немесе мұнайға тәуелділіктен тәуелсіздік артады.
四轮拖车 黄.jpg​

Электр энергиясын шығарудың құнының тиімділігі ​

Табиғи газбен жұмыс істейтін электр станциялары бастапқы салымдар мен жұмыс кезіндегі шығындарды теңестіреді, ұзақ мерзімді тұрақты баға кепілдігін қамтамасыз етеді. CCGT электр станцияларының қарапайым циклді турбинадан артықшылығы бастапқы салымның қымбат екенінде, бірақ олардың отын шығыны аз және жоғары әсер ету әсерінен цикл бойынша төменгі шығындар пайда болады. Мысалы, жаңа 500 МВт CCGT электр станциясын салу шығыны шамамен 1 миллиард доллар болса да, оның 25–30 жылғы қызмет көрсету мерзімі және аз қызмет көрсету қажеттілігі тұрақты шығындарды тасымпен салыстырғанда тиімді, ал уақыт өте келе ядролық электр энергиясын шығаруға қарағанда анағұрлым арзан болып табылады.
Табиғи газбен электр энергиясын шығарудың отын шығындары тас көмір мен мұнайдың бағаларына қарағанда салыстырмалы тұрақтылықпен қалыптасып отыр, себебі олар бағасының тербелісіне бейім. Гидравликалық треск («франкинг») пен СПГ экспорттық инфрақұрылымының дамуы арқасында табиғи газдың артықшылығы көптеген нарықтарда бағаның төмен болуын қамтамасыз етті. Мысалы, Америка Құрама Штаттарында табиғи газдың бағасы орташа
Сонымен қатар, табиғи газбен жұмыс істейтін электр станцияларының салу мерзімі (CCGT өндірісі үшін 2–3 жыл) тауар көмір (4–6 жыл) немесе ядролық (10+ жыл) электр станцияларына қарағанда қысқалау. Бұл коммуналдық компаниялардың сұраныстың өсуіне немесе саясаттың өзгеруіне жылдам әрекет етуіне мүмкіндік береді. Бұл икемділік қаржылық тәуекелдерді азайтады, себебі инвестициялар ерте қайтарым алады.​

Көміртегін ұстау мен Жаңартылатын Энергетикамен ықтимал ынтымақтастық ​

Табиғи газ электр станциялары көміртегін ұстау мен сақтау (CCS) технологияларымен үйлесімді, соның арқасында шығарындыларды төмендетуге болады. CCS жүйелері табиғи газ электр станцияларының шығарған CO₂-ін ұстап, оны қысым астында ұстап, жер астындағы геологиялық қалыңдықтарда (мысалы, мұнай өндірілген және тұзды су қабаттары) сақтайды. CCS қосымша шығындар тудырып, пайдалану әсерін аз ғана төмендетеді (CCS-пен жабдықталған CCGT электр станциялары үшін шамамен 50%), бірақ табиғи газ электр энергиясын өндіруді көміртектен тазарту стратегияларының бір бөлігі ретінде пайдалануға мүмкіндік береді.
Кемпер округі энергетикалық кешені (Америка Құрама Штаттарында, қазіргі таңда қайта құрылды) және Канададағы Баундари Дэм жобасы сияқты жобалар табиғи газ бен көмір электр станцияларында CCS технологиясының жүзеге асуын көрсетті. CCS технологиясы дами түсіп, оның құны төмендеген сайын көміртек ұстауы бар табиғи газ электр станциялары нөлдік желілердің негізгі элементіне айналуы мүмкін, әсіресе жалғыз ғана жаңартылатын энергия көздері сұранысты толық қанағаттандыра алмайтын аймақтарда.
Табиғи газбен жұмыс істейтін электр станциялары жасалған энергияның сенімді көзі болып табылады. Күн сәулесін пайдалану деңгейі жоғары желілерде кешке күн сәулесінің шығысы азайған кезде табиғи газбен жұмыс істейтін зауыттар қажетті электр энергиясын беріп отырады. Бұл батырмалардың қымбат тұратын сақтау құрылғыларына деген қажеттілікті азайтып, жасалған энергияны интеграциялаудың қол жетімді әдісіне айналдырады. Мысалы, Германияда жел және күн сәулесін пайдалану көлемінің артуына байланысты табиғи газбен жұмыс істейтін электр станцияларының саны да артты, олар жасалған энергияның тұрақтылығы мен қажеттілігін қамтамасыз етті.

ЖИҚ: Электр энергиясын шығарудағы табиғи газ ​

Электр энергиясын шығару үшін пайдаланылатын табиғи газ шын мәнінде «көпірлік отын» болып табыла ма? ​

Иә. Табиғи газдың көмір мен мұнайға қарағанда СО₂ шығарылуы аз болады, сондықтан жасалған энергияның көбеюіне дейін төменгі көміртекті нұсқа ретінде қызмет етеді. Оның икемділігі жел мен күн сәулесінің кеңейіп жатқан желілеріндегі тораптың тұрақтылығын қамтамасыз етеді, ал CCS технологиясы оның шығарылуын одан әрі азайтып, көміртекті азайтқан желілердегі рөлін ұзартуға болады.

Табиғи газбен жұмыс істейтін электр станцияларының сенімділігі ядролық энергиямен салыстырғанда қандай? ​

Екеуі де жоғары сенімділікке ие, бірақ табиғи газды өндіру құрылғылары икемдірек. Ядролық қондырғылар тұрақты ток көзі ретінде жұмыс істейді (24/7), бірақ шығысты бірнеше күн бойы түзету қажет, ал табиғи газ қондырғылары шығысты минуттар ішінде арттыра/кеміте алады. Табиғи газдың салыстырмалы құрылыс уақыты қысқа, бірақ ядролық өндіруде отын шығындары төмен болады.​

Электр энергиясын өндіру үшін табиғи газға тәуелділіктің қандай қауіптері бар? ​

Метанның кен орнынан алу және тасымалдау кезінде жарылыстар болуы оның көміртегі тиімділігін жояды, өйткені метан қатты парниктік газ болып табылады. Бәсекелестікке қабілетсіздік (бүкіләлемдік нарықтар немесе геосаяси мәселелер әсерінен), импортқа тәуелділік те қауіптерге жатады. Алайда, жарылыстарды қатаң реттеу және әртүрлі жеткізу тізбегі осы мәселелерді шешуге көмектеседі.​

Кіші масштабды табиғи газ электр станциялары желіден тыс қоғамдастықтарды қамтамасыз ете ала ма? ​

Әрине. 5–50 МВт-тық кіші табиғи газ генераторлары тұтынушыларға тұрақты электр энергиясын қамтамасыз етеді. Олар дизель генераторларына қарағанда тиімдірек және ластануды азайтады, сондықтан электр желісі жоқ аймақтар үшін жақсы таңдау болып табылады.

Табиғи газ электр станциялары жаңа энергия көздерінің негізгі рөл атқаруына байланысты өзектілігін жоғалтпақшы ма? ​

Жақын уақытта мүмкін емес. Жаңа энергия көздеріне икемді резерв қажет, ал табиғи газ осы қызметті тиімді түрде атқарады. Көміртегін ұстау технологияларымен табиғи газ келесі онжылдықтар бойы төмен көміртегілі желінің бөлігі болып қала алады, әсіресе электр энергиясын қолдану қиын өнеркәсіп салаларында (мысалы, ауыр өндіріс).

Prev : Генератор моторларын пайдалана отырып, энергия шығару үшін қандай қоршаған орта қарым-қатынастары бар?

Next : Электр станциялары әлемдік энергетикалық сұраныстарды қанағаттандыруға қалай үлес қосады?

Table of Contents