最適化された水素混合戦略による将来のエネルギーシステムシナリオにおけるガスタービンの排出フットプリントの削減

要旨 再生可能エネルギー発電技術の固有の変動性により、ガスタービン（GT）などの可動部品が残留負荷バランス調整にますます使用される必要があります。さらに、GTは年間稼働時間が減少し、より柔軟に、かつ低能力で運転されることが期待されています。しかし、GTにおける燃料利用は排出に密接に関連しています。二酸化炭素を排出しないエネルギー担体としての水素は、GTにとって有望な燃料であり、製造業者は適切な燃焼技術に取り組んでいます。しかし、大量の二酸化炭素を排出しないH2の入手可能性は、近い将来に明確ではありません。本研究では、物理に基づくガスタービン性能モデルと排出計算ツールを使用して、異なる負荷プロファイルに対する最適なH2混合戦略を導き出します。特性負荷需要シナリオは、ガス火力発電所の実際の負荷プロファイルから導出され、異なる環境影響カテゴリによって排出フットプリントが包括的に評価されます。一般的に、GT運転の能力削減と柔軟性の向上により、排出フットプリントは顕著にかつ適度に増加します。近い将来のH2の入手可能性はドイツの予測から導出され、対応する数量は最適化戦略に従って部分負荷に割り当てられます。ほとんどのシナリオにおいて、H2の追加は従来の化石燃料運転に比べて排出の削減に関連しています。環境フットプリントの削減におけるH2混合の最大のレバレッジは、最小負荷から適用された場合に見られ、起動およびシャットダウンプロセスを支援します。