Das Potenzial der ORC-Fackelbeseitigung

Die Realität des Abfackelns.

Das Abfackeln von Methan ist auf vielen Mülldeponien, Biogas- und Abwasseraufbereitungsanlagen (ARA) sowie an Öl- und Gasbohrungen in der ganzen Welt üblich. Die Industrie fackelt routinemäßig ab, um unerwünschte Gase zu entsorgen und einen Druckanstieg zu verhindern. Diese Abfackelungen sind nicht nur eine Verschwendung wertvoller Energie und eine unschöne Erinnerung an unsere Auswirkungen auf den Planeten, sondern auch ein Thema, das im Zuge der weltweiten Bemühungen um eine kohlenstoffneutrale Zukunft zunehmend an Bedeutung gewinnt. Fackeln sind derzeit verantwortlich für 2% der gesamten Treibhausgasemissionen der Welt - Das heißt, wenn das Abfackeln als Land dargestellt würde, wäre dieses Land der 5.^th größte Gasverbraucher der Welt nach den USA, Russland, China und dem Iran.

Durch einen Besuch SkyTruthkann man das weltweite Abfackeln von Erdgas per Satellit beobachten. Dieser Satellit erfasst jedoch nur die größeren Konzentrationen von abgefackeltem Gas, was darauf hindeutet, dass es noch viele weitere kleinere Abfackelstellen gibt. Die Verbrennung dieses Gases trägt also nicht nur in erheblichem Maße zur Entstehung von Treibhausgasen bei, sondern stellt auch eine immense Verschwendung einer wertvollen Ressource dar. Weltweit belaufen sich die Emissionen von abgefackeltem Gas auf schätzungsweise 280 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr. Um die Dinge weiter zu relativieren, der Wert des abgefackelten Gases betrug 2019 allein in New Mexico $10 Millionen.

Angesichts der Daten, die das Ausmaß des Problems verdeutlichen, ist es leicht zu verstehen, warum diese Praxis zunehmend ins Visier der Regulierungsbehörden geraten ist, die versuchen, das Abfackeln durch die Verhängung von Geldstrafen und strengere Luftqualitätsnormen zu unterbinden oder zu reduzieren. Einige US-Bundesstaaten wie Alaska, Colorado und New Mexico haben das routinemäßige Abfackeln bereits verboten. Staaten wie Pennsylvania und Texas sind dicht auf den Fersen, um die Aufsichtsbehörden der Industrie und die Umweltlobbyisten zu beruhigen. In der Öl- und Gasindustrie wird es der Schlüssel zum Erfolg sein, der Entwicklung voraus zu sein.

Nehmen Sie zum Beispiel BP. Das Unternehmen steht unter dem zunehmenden Druck von Aufsichtsbehörden, Investoren und Abnehmern von Erdgas, seinen CO2-Fußabdruck zu verringern, BP hat zugesagt, $1,3 Milliarden für den Bau eines Netzes von Rohrleitungen und anderer Infrastrukturen zur Abscheidung von Erdgas in seinen Ölfeldern in Texas und New Mexico auszugeben, um das Abfackeln von Erdgas an diesen Standorten bis 2025 zu verhindern.. Das ist zwar eine hervorragende Nachricht, aber sie ist nur ein Tropfen auf den heißen Stein und für viele Standorte, an denen derzeit Erdgas abgefackelt wird, nicht praktikabel. Da zahlreiche Industriezweige Erdgas abfackeln - z. B. Deponien, Kläranlagen, Öl- und Gasbohrungen und sogar Biogasanlagen - muss eine Lösung sowohl praktisch als auch rentabel sein, damit sie auf breiter Front integriert werden kann.

Es gibt zwei Hauptansätze für die Beseitigung von Fackeln. Der erste Ansatz besteht darin, das überschüssige Gas in einem Motor zu verbrennen, um Strom zu erzeugen. Dieser Weg erfordert die Installation einer Biogasaufbereitung und -speicherung zusammen mit einem Motoraggregat. Die Kosten für diese Ausrüstung können leicht mehr als $1 Million USD betragen, und Motoren, die mit Biogas betrieben werden, haben regelmäßig Probleme mit Siloxanablagerungen. Siloxanablagerungen erfordern teure Wartungsarbeiten, die zu längeren Ausfallzeiten (Umsatzeinbußen und mehr Abfackeln) oder sogar zu einem kompletten Austausch des Motors führen.

Eine andere Möglichkeit ist die Verbrennung des überschüssigen Gases in einem Heizkessel. Diese Methode ist nicht nur weitaus weniger aufwändig und teuer, sondern moderne Biogaskessel sind auch so konstruiert, dass sie weniger anfällig für Siloxanablagerungen und Schäden sind. Da die meisten Biogas- und Kläranlagen mit Biogas- oder Erdgaskesseln ausgestattet sind, ist diese Methode einfach und kostengünstiger als die oben beschriebene. In anderen Fällen, wie z. B. bei Bohrungen, bei denen ein Heizkessel installiert werden muss, sind die Investitionskosten immer noch weitaus geringer als bei der Alternative. Das einzige Dilemma bei diesem Ansatz ist, dass diejenigen, die die vom Biogaskessel bereitgestellte Wärmeenergie nicht nutzen können, einfach Energie verschwenden, was uns zu einer einfachen Lösung führt...

ORC-Fackel-Eliminierung

Eine leicht anpassbare Lösung ist ein Organic Rankine Cycle (ORC) Abwärmerückgewinnungssystem, das in einen Biogasboiler integriert ist. Alles, was wir über einen ORC wissen müssen, ist, dass er den Temperaturunterschied zwischen heißem und kaltem Wasser zur Stromerzeugung nutzt. Das bedeutet, dass Wärme in Strom umgewandelt wird, wobei heißes Wasser als Medium zur Übertragung der thermischen Energie verwendet wird. Das Verfahren zur Beseitigung von ORC-Fackeln ist einfach.

// Überschüssiges Gas wird zu einem Kessel geleitet, der das Wasser für den ORC erhitzt.

// Das Wasser wird dann durch den ORC geleitet, der ein geschlossener Kreislauf ist, und erzeugt Strom.

// Durch die Verwendung von überschüssigem Gas als Brennstoff für einen Kessel wird die Fackel überflüssig.

// Indem mehr Gas zum Kessel geleitet wird, kann die Wasserproduktion erhöht und die ORC-Leistung maximiert werden.

Ein geeignetes ORC-Fackelbeseitigungssystem muss in der Lage sein, Schwankungen aufgrund der unregelmäßigen Zufuhr von Wärmeenergie auszugleichen. Da Turbinensysteme unter diesen Bedingungen nicht zuverlässig arbeiten können, ist die einzige ORC-Technologie, die Sinn macht, der Einsatz von Schraubenexpandern. Der Grund dafür ist, dass sie ein vergleichsweise besseres Turndown-Verhältnis und transiente Betriebsmöglichkeiten bieten. Ein Beispiel für diese Technologie ist ElectraTherms Strom+ Generator. Bei einer früheren Demonstration in Zusammenarbeit mit dem Ministerium für Energie Forschungspartnerschaft für sichere Energie für Amerika (REPSEA), Houston Advanced Research Center (HARC), Grüne Energie an der Golfküsteund HESS an einer Ölquelle in North Dakota reduzierte ElectraTherm die Kohlenmonoxidemissionen um 98%, die Stickoxidemissionen um 48% und die VOC-Emissionen um 93% und erzeugte gleichzeitig emissionsfreien Strom.

ElectraTherm hat eine bevorstehende Anwendung zur Beseitigung von Fackeln in einer Kläranlage in New York, die nach ihrer Fertigstellung die erste ORC-Anwendung ihrer Art sein wird. Die erfolgreiche Demonstration der ORC-Technologie in einer Kläranlage wird Möglichkeiten für andere Kommunen eröffnen und die Abwärmerückgewinnungstechnologie auf dem Markt weiter voranbringen.

 

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Über ElectraTherm

ElectraTherm von der BITZER Gruppe bietet erstklassige Lösungen zur Abwärmerückgewinnung, die den Organic Rankine Cycle zusammen mit proprietären Technologien nutzen, um Niedertemperaturwärme in sauberen Strom umzuwandeln. Die einfachen und effektiven Lösungen von ElectraTherm erzeugen sauberen Strom, steigern die Effizienz, senken die Energiekosten und reduzieren die Emissionen - ohne zusätzlichen Brennstoffverbrauch. ElectraTherm hat mehr als 100 ORC-Anlagen in über 13 Länder geliefert und mehr als 2.000.000 Betriebsstunden geleistet und ist damit weltweit führend im Bereich der Abwärmerückgewinnung im kleinen Maßstab.

Der kombinierte Vorteil des ElectraTherm-Engineerings zusammen mit dem Wert der Unterstützung durch BITZER, dem weltweit größten unabhängigen Hersteller von Kälteverdichtern mit fast 3.500 Mitarbeitern weltweit und einem durchschnittlichen Jahresumsatz von fast $1 Milliarde, ermöglicht es dem ElectraTherm-Team, die Entwicklung der branchenführenden ORC-Technologie fortzusetzen, die sowohl für die Wirtschaft als auch für den Planeten gut ist.

ElectraTherms Strom+ Generator ist eine Kraft-Wärme-Kopplungslösung, die Abwärme in sauberen Strom und nutzbare Wärme umwandelt. Die Aktiver Kühler dient als Netto-Null-Kühlung zur Stromerzeugung, wobei derselbe ORC-Prozess verwendet wird, um eine autarke Kühlung zu ermöglichen und gleichzeitig Strom zu erzeugen. Beide Lösungen von ElectraTherm reduzieren Emissionen und Energiekosten, während sie gleichzeitig eine Grundlaststrom-/Kälteversorgung bereitstellen. Die Nutzung von Abwärme ist nicht nur rentabel, sondern auch praktisch. So können Unternehmen von einer stärker kreislauforientierten Wirtschaft profitieren und gleichzeitig ihre Nachhaltigkeitsziele erreichen.