الاستعداد للغاز الحيوي – الحصول على محركات غاز مناسبة للعقد القادم

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

محرك الغاز

تحتوي هذه المقالة على محتوى مدفوع تم إنتاجه بالتعاون مع رفع الطاقة.

يبحث السياسيون والعلماء وأصحاب المصلحة في الصناعة على حد سواء باستمرار عن مصادر الطاقة المستدامة كمساهمة في الجهود الدولية للحد من انبعاثات الغازات الدفيئة. ومع ذلك، فإن التحديات التي تواجه إيجاد بدائل للوقود الأحفوري تشمل التكاليف، والفجوات التكنولوجية، فضلا عن إمكانية الوصول والموثوقية.

يعتبر الغاز الحيوي على نطاق واسع قطعة لغز واحدة في الصورة الأكبر لمصادر الطاقة في المستقبل: كونه يتم إنتاجه من النفايات العضوية، فإنه يعالج مشاكل إدارة النفايات وإيجاد مصادر الطاقة المتجددة.

ومع ذلك - "إن استخدام الغاز الحيوي في إنتاج الطاقة يعوقه عدة عوامل، بما في ذلك عدم كفاءة العديد من محركات الغاز نفسها، والتي تعد حجر الزاوية في تحويل الغاز الحيوي إلى حرارة وطاقة"، كما يقول توماس أخينر، أحد المؤسسين. من شركة PowerUP GmbH. باعتبارها المنشأة خبير في خدمات محركات الغاز فيما يتعلق بمحطات توليد الطاقة بالغاز الحيوي، تخصصت PowerUP في الحلول المبتكرة لتجهيز قطاع الغاز الحيوي للعقد القادم.

سوق الغاز الحيوي اليوم – نظرة عامة

في مجال إنتاج الكهرباء، تم العثور على الغاز الحيوي كبديل واعد للوقود الأحفوري، الذي لا يزال يشكل غالبية مصادر الطاقة العالمية في عام 2022: كان للفحم وحده حصة تزيد عن 35% في ذلك العام، يليه الغاز الطبيعي بنسبة 22%. .^[1]

ومع ذلك، فإن مصادر الطاقة المتجددة مثل الغاز الحيوي آخذة في الارتفاع: في عام 2022، تعادل قدرة طاقة الغاز الحيوي المثبتة عالميًا 21.5 جيجاوات. في المجمل، قُدر حجم سوق الغاز الحيوي في جميع أنحاء العالم - بما في ذلك تطبيقات مثل الطهي والتدفئة وإنتاج الطاقة بالحصة الأكبر - بـ 65.53 مليار دولار أمريكي في عام 2023. وبين عامي 2024 و2030، سيبلغ معدل النمو السنوي المركب (CAGR) 4.2 ٪ متوقع.^[2] ^[3]

ومن الواضح أن الاتجاه واضح: فمن المتوقع أن يصبح الغاز الحيوي عاملاً متزايد الأهمية في إمدادات الطاقة العالمية. وتشمل المزايا التجديد واستخدام النفايات، ولكنها تشمل أيضًا زيادة الاستقرار في إمدادات الطاقة في البلدان النامية والمناطق الريفية. ومع ذلك، لا يزال هناك مجال كبير للتحسين.^[4]

التحديات الرئيسية التي تواجه مشغلي محركات الغاز الحيوي: ما هي الصعوبات؟

يقول توماس أخينر: "يحتاج الغاز الحيوي في كثير من الأحيان إلى الخضوع لخطوة معالجة خاصة من أجل جعله في متناول إنتاج الطاقة". بعد كل شيء، يمكن أن يأتي هذا المنتج الطبيعي في بعض الأحيان مع اختلاف كبير في تركيبته. ولكن على الرغم من المعالجة المتقدمة، فإن محركات الغاز الحيوي تحتاج إلى أن تكون قابلة للتكيف بدرجة كافية للتعامل مع التناقضات أثناء الاحتراق.

ومع ذلك، فهذه ليست التعقيدات الوحيدة التي تواجهها محركات الغاز الحيوي (أو بالأحرى مشغليها).

مرافق غير فعالة

تعتبر التكاليف عاملاً حاسماً عندما يتعلق الأمر باعتماد مصادر الطاقة المتجددة. والغاز الحيوي ليس استثناءً، ولهذا السبب يحتاج قطاع الطاقة إلى امتلاك أحدث التقنيات تحت تصرفه. وفي حديثه عن محركات الغاز التي تحتل مركز الصدارة في إنتاج الطاقة باستخدام الغاز الحيوي، يوضح توماس أخينر: "إن محركات الغاز الحديثة هي خيول طاقة حقيقية، حيث يمكنها تحقيق مستويات عالية من الكفاءة عند استخدامها في إنتاج الطاقة. ومع ذلك، حتى عند استخدام محركات الغاز من قبل الشركات الرائدة في السوق، غالبًا ما يكون هناك مجال للتحسين.

على الرغم من مستويات الكفاءة الجيدة التي تتراوح بين 40 و50%، إلا أنه يمكن تحسين محركات الغاز الحيوي لإنتاج الطاقة وتكييفها مع احتياجات العملاء المحددة. على سبيل المثال، يمكن تحسين التسامح مع الاختلافات الأكبر في جودة الغاز، والتحايل على الحاجة إلى خطوات إعداد الغاز الشاقة.^[5]

بالإضافة إلى ذلك، يمكن دمج أجزاء محرك الغاز المطورة خصيصًا لزيادة كفاءة المحركات. قد تتضمن هذه العناصر شمعات الإشعال، ومرشحات النفخ، بالإضافة إلى العديد من المكونات الأخرى ليس فقط لزيادة الكفاءة، ولكن أيضًا لزيادة المتانة.

رجل يصلح محرك الغاز

صيانة معقدة

يمكن أن تصبح الصيانة بسهولة مشكلة رئيسية عند تشغيل مرافق معقدة ذات أنظمة كبيرة وحساسة. وعلى الرغم من أن الصيانة المنتظمة ضرورية لضمان طول عمر محركات الغاز باهظة الثمن وتجنب الانقطاعات غير المخطط لها، إلا أنها غالبًا ما تأتي مع فترات توقف طويلة. ويصدق هذا بشكل أكبر عندما تقع المنشأة المعنية على مسافة كبيرة من الشركة المصنعة لمحرك الغاز أو شريك الخدمة المؤهل.

ولذلك يبحث مشغلو محركات الغاز عن إمكانيات لتقليل التكاليف والجهود المتعلقة بالصيانة أو الجمع بين الخدمة والترقية المخصصة للأنظمة الحالية.

الأنظمة القديمة – بدائل مكلفة

يمكن أن يمتد متوسط عمر محركات الغاز الحيوي لأكثر من 25 إلى 30 عامًا. ومع ذلك، مع تقدم التكنولوجيا، فإن العديد من محطات الطاقة لديها فقط محركات غاز قديمة تحت تصرفها، مما يزيد من تكاليف الصيانة وقابلية حدوث الأخطاء. ومع ذلك: فإن عمليات الاستبدال مكلفة، والتخلص التدريجي في غير الوقت المناسب من محرك الغاز يقوض الطموح إلى إنتاج مستدام للطاقة.

ومع ذلك، فإن مواكبة التقدم التكنولوجي لا يعني بالضرورة استبدال مكونات متعددة لمحطات الطاقة بشكل منتظم. وبدلاً من ذلك، هناك حاجة كبيرة إلى إمكانيات ترقية الأنظمة الحالية بهدف جعل الأجيال الأقدم من محركات الغاز قادرة على مواجهة المستقبل.

تشغيل محركات الغاز الحيوي – الاستعداد لمواجهة تحديات الغد

"التحديات تدفع الابتكار. يقول توماس أخينر: "لولاهم، لكان لدينا ركود بدلاً من التقدم". وفي الواقع، دفعت العقبات التي تعترض تشغيل محركات الغاز الحيوي الصناعة إلى تطوير أساليب لزيادة الكفاءة والموثوقية والاستقلالية.

ولتحقيق هذه الغاية، لا تقدم PowerUP خدمات الصيانة لمحركات MWM® وINNIO Jenbacher® في 52 دولة فحسب - بل يتيح الإصلاح الشامل على أساس الحالة كفاءة التكلفة والموارد من خلال استبدال الأجزاء التي وصلت فعليًا إلى نهاية عمرها الافتراضي فقط. من ناحية أخرى، تشتمل بدائل المكونات أيضًا على قطع غيار محركات الغاز المصممة بواسطة PowerUP والتي تكون قادرة على زيادة كفاءة وطول عمر محركات الغاز الحيوي - مثل أنظمة النفخ ورؤوس الأسطوانات.

بالإضافة إلى قطع الغيار المخصصة وخيارات الترقية للمحركات الحالية، قامت PowerUP أيضًا بتطوير PUPGEN: إن الجمع بين محرك INNIO Jenbacher® Type 3 الذي تم تجديده والتكيفات المستهدفة بواسطة PowerUP يجعلها إضافة متعددة الاستخدامات للغاية وفعالة من حيث التكلفة إلى خط إنتاج الشركة- أعلى.

^[1] https://www.statista.com/statistics/269811/world-electricity-production-by-energy-source/

^[2] https://www.statista.com/statistics/1032922/biogas-capacity-globally/

^[3] https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/biogas-market

^[4] https://energypedia.info/wiki/Advantages_and_Disadvantages_of_Biogas

^[5] https://www.energie-lexikon.info/gasmotor.html