קוגנרציה: בין טורבינת גז למנוע שריפה פנימית

בתמונה: אלי מץ בוועידת גזטק. צילום: גונן גלין

כתבת: איריס פוטרוך

"במחזורי ייצור בקוגנרציה כדאי יותר להשתמש בטורבינת גז", כך אמר אלי מץ, מנכ"ל מדי תעש, בהרצאתו במסגרת ועידת GASTECH ISRAEL 2014  שנערכה  בסינמטק בתל אביב ביוזמת ובביצוע פורטל 'תשתיות' ובשיתוף משרד המסחר האמריקני ונציבות הסחר האוסטרלית.

בפתח דבריו סיפר מר מץ על חברת מדי תעש שעוסקת בתכנון והפקת תחנות כוח וטורבינות המספקות אנרגיה למפעלים. "לא אחת אנחנו נתקלים בשאלה האם לבחור בטורבינת גז (תאי שריפה סטטיים שהגז נשרף בהם, מתפשט, עובר דרך המדחס ומסובב את הטורבינה) או מנוע שריפה פנימית (מנוע שבו פלאג עם ניצוץ חשמל מצית את הגז). שניהם מתקני המרת אנרגיה".

"למנוע שריפה פנימית יש נצילות חשמלית של 40%-48% ולמנוע טורבינה יש נצילות של 25%-33%. אם המתקן הולך להיות מאופיין בעיקר על ידי ייצור חשמל אז כנראה שצריך מנוע שריפה פנימית. במחזור קוגנרציה, בשונה ממחזור פתוח או מחזור קומביין, המנוע משמש גם לייצור קיטור/מים חמים/מים קרים.מנוע השריפה הפנימית ייתן 60-68 אחוזי נצילות אילו טורבינה תתן 70-75 אחוזי נצילות. זאת אומרת שמי שרוצה בעיקר קיטור צריך לבחור בטורבינה", סיכם מץ את המקרה שבן בהרצאה.

"בהשוואת הביצועים בין מנוע וטורבינה: טורבינה סופקת פי 3 יותר גזי פליטה, ופולטת גזי פליטה בטמפרטורה גבוהה ב-50 מעלות מזו של המנוע. מנגד, הטורבינה תייצר פי 4 יותר קיטור – אך צורכת יותר גז סגולי מהמנוע".

בנוסף, אמר מץ, יש לשקול עלויות: עלות הציוד של טורבינה גבוהה יותר ממנוע שריפה פנימית, אך צריכת הגז היא פי 2-3 מזו של מנוע שריפה פנימית.

מבחינת טמפרטורה, סיפר מץ, ביצועיה של הטורבינה יורדים כאשר טמפרטורת הסביבה עולה, אך המנוע ייתן הספק ייצור מלא עד 40 מעלות. מעל 40 מעלות תהיה הפחתהשל 2% בנצילות המנוע על כל עלייה בטמפרטורת הסביבה של 1 מע' צלזיוס. בעבודה בעומס חלקי של 50-75%, הטורבינה מפחיתה נצילות של 20%, לעומת המנוע שמפחית נצילות של 5-10%.

"כדי לשמור על נצילות קבועה של מתקן ממליץ מץ להתקין מספר מנועי גז שאם יעבדו רק חצי מהם תישמר היעילות המירבית, זאת לעומת מבנה בו תותקן טורבינה אחת שתעבוד בנצילות חלקית".

לסיום הרצאתו סיפר מץ על מספר פרויקטים של חברת מדי תעש, כגון תחנת כוח שמשרתת את בית החולים המרכזי בעיר אסן בגרמניה ומספקת קיטור, מים חמים ומיזוג אוויר, מרכזי אנרגיה במלון פלאזה בסינגפור ומרכז בנקאי בגרמניה, תחנות כוח בחיפה, ירושלים ועמק חפר, מפעל קוגנרציה ומפעל לייבוש מלח בספרד ופרוייקט שביצעה GE בשדה התעופה קלן בגרמניה, בו כל מערכת מיזוג האוויר מבוססת על מנועי גז.