قام المعهد الكوري للآلات والمواد، وهو معهد يخضع لسلطة وزارة العلوم وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات بكوريا الجنوبية، بتطوير جهاز حرق الهيدروجين المشترك لتوربينات الغاز المستخدمة في توليد الطاقة.
هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تطوير مثل هذه التكنولوجيا في كوريا الجنوبية، و KIMM لديها خطط لإجراء عرض توضيحي لتطبيقها في محطات الطاقة.
منذ يوليو 2020 ، قام فريق البحث بقيادة الدكتور مينكوك كيم، رئيس قسم توليد الطاقة والوقود الخالي من الكربون في معهد KIMM لآلات الطاقة الكربونية المحايدة، بتطوير غاز احتراق صديق للبيئة لتوربينات الغاز المحلية مع 30 ٪ حرق الهيدروجين، بالتعاون مع 13 شريكًا صناعيًا وأكاديميًا وبحثيًا.
سيبدأ مشروع عرض توضيحي ميداني في عام 2023 مع شركة كوريا الشرق والغرب للطاقة وشركة دوسان إنربليليتي.
خطر ارتفاع درجات الحرارة
الهيدروجين هو وقود شديد التفاعل، لذلك هناك خطر ارتفاع درجات الحرارة والارتجاع، من أجل منع مثل هذه النتائج، قام KIMM بتحسين طريقة حقن الوقود ، بما في ذلك تقسيم الوقود، وتنظيم ثقوب الوقود وتعديلها.
تم تطبيق هذه على التوربينات الغازية شديدة التحمل التي طورتها شركة ،Doosan Enerbility ، نتيجة لذلك ، كان من الممكن أن يتم قمع عدم استقرار أكاسيد النيتروجين وعدم استقرار الاحتراق إلى نفس مستوى التوربينات الغازية الأصلية للغاز الطبيعي المسال أثناء حرق خليط من 30٪ من وقود الهيدروجين .
تطوير احتراق الهيدروجين
في الماضي ، بذلت العديد من الجهود لتعزيز تطوير احتراق الهيدروجين المشترك ، ولكن التحقق من الأداء كان صعبًا لأنه لم تكن هناك مرافق اختبار احتراق مناسبة في كوريا الجنوبية.
لذلك تم نقل جهاز الاحتراق الذي طورته شركة KIMM إلى مركز الفضاء الألماني (DLR) أثناء عملية التطوير، ونجح في اجتياز اختبارات الاحتراق في بيئة عالية الضغط.
تحاكي هذه الظروف ظروف التشغيل الفعلية للتوربينات الغازية ، وتم التحقق من أدائها وفقًا لذلك. يعد تطوير تكنولوجيا الحرق المشترك للهيدروجين من قبل معاهد البحوث المحلية وتطبيقها على توربينات الغاز المحلية لحظة ذات مغزى على طريق حياد الكربون في كوريا الجنوبية.
تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون
عندما تستخدم توربينات الغاز وقودًا ممزوجًا بنسبة 30٪ من الهيدروجين، يمكن تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 10.4٪ مقارنةً بتوليد الطاقة بنسبة 100٪ من الغاز الطبيعي المسال، يخطط KIMM لزيادة النسبة المئوية لمحتويات الهيدروجين في الوقود إلى أكثر من 50٪ وبالتالي تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 21.4٪ بحلول عام 2024.
بالإضافة إلى ذلك ، يركز الفريق جهوده البحثية بهدف تطوير تقنية احتراق الهيدروجين الخالية من الكربون بنسبة 100٪ بحلول عام 2030 .
عقد KIMM أيضًا إيجازًا حول تطوير جهاز احتراق الهيدروجين المشترك لتوربينات الغاز فئة 300 ميجاوات في المكتب الرئيسي في دايجون، خلال هذا الاجتماع، شارك KIMM تفاصيل عملهم على التكنولوجيا الأساسية لتعديل احتراق الهيدروجين.
كما شاركوا نتائج اختبار الاحتراق عالي الضغط لشركة Doosan Enerbility وأعلنوا عن خطط المعهد الكوري لتكنولوجيا التقارب المستقبلي التابع لشركة كوريا الشرقية والغربية للطاقة لإجراء عروض توضيحية لمحطة توليد الطاقة لتوربينات غاز الهيدروجين.
وصرح رئيس KIMM ، سانج جين بارك، “من أجل الانتقال إلى مجتمع طاقة صديق للبيئة وخالٍ من الكربون، من الضروري تطوير تكنولوجيا تحويل وقود الهيدروجين لتوربينات الغاز المتوسطة والكبيرة الحجم وإجراء العروض التوضيحية في محطات الطاقة، حاليا ، تطورات الاحتراق ونظام التوربينات في مراحلها النهائية.
وأضاف، أتاح قرار صانعي التوربينات Doosan Enerbility و Korea East-West Power Company لاختبار أداء المحرك الجديد إمكانية تأمين تكنولوجيا توربينات الهيدروجين المحلية في وقت أقرب بكثير.
وأكد أيضًا ” من أجل تسويق التكنولوجيا المحلية في في الوقت المناسب دون أن تفشل ، فإن اهتمام الحكومة ودعمها في اختيار موقع مظاهرة ضروريان، وذلك لأن مثل هذه العملية مستحيلة بخلاف ذلك من خلال إرادة القطاع الخاص وحده بسبب طبيعة صناعة توليد الطاقة “.
وأضاف الرئيس بارك: “على عكس توربينات الغاز الطبيعي المسال الثقيلة في كوريا الجنوبية ، والتي بدأت كمتابع سريع ، فإن جهاز احتراق الهيدروجين هذا يعادل تقنيًا تلك التي تنتجها الشركات الرائدة.
إذا تمكنا من تسريع تسويقه من خلال المشاريع التجريبية ، فسوف يساعد ذلك في تمهيد الطريق للجنوب صناعة النمو الجديدة للجيل القادم في كوريا “.
