HYFLEXPOWER: первая в мире модель power-to-X-to-power с водородной газовой турбиной

В Европе стартовал первый в мире проект HYFLEXPOWER по созданию демонстрационной модели power-to-X-to-power с инновационной турбиной, работающей на водороде. Проект реализуется консорциумом в составе Engie Solutions, «Сименс Нефтегаз и Энергетика», Centrax, Arttic, Германского центра авиации и космонавтики (DLR) и четырех европейских университетов при поддержке Европейской комиссии в рамках программы «Горизонт 2020» по развитию научных исследований. 

Реализация начнется на объекте Smurfit Kappa PRF. Эта компания специализируется на производстве бумаги из вторичного сырья и базируется в Сайа-Сюр-Вьен (Франция). Цель проекта – доказать, что водород можно производить и хранить с помощью возобновляемой энергетики и затем добавлять до 100% водорода к природному газу, который в настоящий момент используется на ТЭС. В этих целях существующая промышленная газовая турбина SGT-400 производства «Сименс» будет модернизирована так, чтобы преобразовывать накопленный водород в электрическую и тепловую энергию.

В рамках программы «Горизонт 2020» Европейская комиссия поддерживает самые инновационные исследовательские проекты. Для этих целей Европейская комиссия выдает гранты по результатам конкурсной процедуры, в рамках которой HYFLEXPOWER и смог заявить о себе, несмотря на серьезную конкуренцию. 

В рамках проекта будет доказано, что возобновляемый водород может стать решением для хранения энергии, которую можно будет в дальнейшем использовать в качестве топлива для турбины большой мощности промышленного класса. 

Хранение волатильной возобновляемой энергии является одной из основных проблем перехода на новые способы генерации. В этой связи участники проекта HYFLEXPOWER разрабатывают новые технологии, которые можно будет использовать на протяжение всего цикла X- to-power. 

Установленная демонстрационная модель будет использоваться для хранения избыточной электроэнергии из возобновляемых источников в виде «зеленого» водорода. В периоды пикового спроса накопленный водород будет использоваться для производства электроэнергии и ее дальнейшей подачи в энергосети. 

Производство электроэнергии на объекте Smurfit Kappa в французском городе Сайат-сюр-Вьен (Франция) было доверено Engie Solutions. На площадке Engie Solutions эксплуатируется ТЭС мощностью 12 МВтэ, которая производит пар для нужд компании-производителя. Переоборудование имеющейся инфраструктуры существенно дешевле и быстрее строительства нового объекта. 

В рамках проекта будет разработана и продемонстрирована концепция современной электростанции, которая позволит модернизировать и усовершенствовать существующую электростанцию завода.

В ходе двух демонстрационных сессий в установку будет подаваться смесь природного газа и водорода. В результате планируется перейти на стопроцентное использование водорода. Как следствие, общая цель проекта HYFLEXPOWER – тестирование максимально экологичного источника питания на водородной основе для безуглеродного получения электроэнергии. Это позволит сократить выбросы CO2 до 65,000 тонн в год при использовании турбины SGT-400 в режиме базовой нагрузки.

Исключительно европейские технологии 

В консорциум, сформированный по результатам конкурса заявок, вошли исключительно европейские компании и организации. Роли заинтересованных сторон были распределены следующим образом:
- Engie Solutions построит установку для производства и хранения водорода, в том числе станцию для смешивания природного газа и водорода перед подачей в турбину;
- «Сименс Нефтегаз и Энергетика» поставит электролизер для производства водорода и разработает газовую турбину, работающую на водороде;
- Centrax модернизирует пакет решений для применения водорода и установит новую турбину;
- Германский центр авиации и космонавтики (DLR) совместно с Университетским колледжем Лондона, Университетом Дуйсбурга-Эссена и Лундским университетом помогут с проработкой технологий водородных турбин;
- Афинский национальный технический университет выполнит экономическую, экологическую и социальную оценку концепции;
- Arttic окажет поддержку по операционному управлению проектом и коммуникационным мероприятиям.
Общий бюджет проекта составляет около 15,2 млн. евро. Из них 10,5 млн. евро будут выделены Евросоюзом в рамках программы «Горизонт 2020». 

Проект официально стартовал 1 мая 2020 года. Его реализация займет 4 года и будет разбита на несколько этапов:
- Май 2020г.: подписание договора и начало работ по техническому проектированию.
- 2021г.: монтаж установки по производству, хранению и подаче водорода на пилотном демонстрационном объекте.
- 2022г.: установка газовой турбины для смесей природного газа и водорода и первоначальная демонстрация современной концепции пилотной электростанции.
- 2023г.: Пилотная демонстрация применения до 100% водорода для безуглеродного производства энергии на базе накопленных избыточных возобновляемых источников.

Эти крайне перспективные технологии в полной мере соответствуют стратегии «Сименс», Engie Solutions и Centrax по поставке заказчикам решений с нулевым выбросом углерода.

«Сименс Нефтегаз и Энергетика» поможет повысить уровень декарбонизации 

«Сименс Нефтегаз и Энергетика» помогает заказчикам выполнить поставленные цели по декарбонизации за счет создания инфраструктуры для решений power-to-X-to-power и своего глобального вклада в межсекторную декарбонизацию. 

«Сименс» предлагает все основные технологии для долгосрочного энергоснабжения без выброса CO2 – от производства электроэнергии и тепла до передачи и распределения электроэнергии и эффективного электролиза для производства водорода. 

«Компания «Сименс Нефтегаз и Энергетика» хочет стать движущей силой декарбонизации энергосистем во всем мире, – сообщил Карим Амин, директор департамента «Производство энергии» компании «Сименс Нефтегаз и Энергетика». – Наша цель – сделать так, чтобы наши газовые турбины поддерживали 100%-ю работу на водороде. Таким образом, газовые турбины «Сименс» могут стать для наших заказчиков «предпочтительной технологией», которая покроет периоды перебоев в использовании возобновляемых источников и обеспечит надежное энергоснабжение в декарбонизированном мире будущего».

Engie Solutions – игрок, заинтересованный в водородных решениях 

Экологически безопасный водород как источник энергии будущего играет важную роль в процессе перехода на новые способы генерации. Для Engie Solutions этот самый распространенный во вселенной элемент является ключом к декарбонизации промышленных процессов. 

Компания Engie Solutions уверена, что эта энергия поможет ускорить переход регионов и компаний-производителей на новые способы генерации, и поддерживает разработку возобновляемого водорода. У Engie Solutions есть ряд уже реализованных и запланированных проектов. 

«В рамках проекта HYFLEXPOWER компания Engie Solutions в очередной раз продемонстрирует свое стремление поддержать производителей и регионы в их желании оптимизировать и сделать более экологичным использование электроэнергии. Разработка возобновляемого водорода для промышленных целей – прекрасный тому пример. Будущее за этой демонстрационной моделью», – считает Пьер. Ардуэн, директор подразделения решений для промышленности Engie Solutions.

Centrax Ltd.: разработка решений с применением водорода 

Centrax считает, что «зеленый» водород является важным элементом на пути к декарбонизированной энергосистеме и приветствует крупные инвестиции в рамках программы «Горизонт 2020», выделенные на разработку работающих на водороде систем сгорания. 

«Наша цель – сделать так, чтобы наши комбинированные газотурбинные теплоэнергетические системы были готовы к использованию водорода. Так мы создаем для наших заказчиков ориентированные на будущее решения для производства энергии», – отметил Гарри Трамп, директор по развитию бизнеса Centrax Ltd.

Согласно ADEME (Агентство по защите окружающей среды и энергосбережению Франции), «Power to X» (или «P2X») – это процесс преобразования электричества в другой тип энергоносителя. В рамках проекта HYFLEXPOWER таким энергоносителем «X» является водород.