Водородная электростанция комбинированного цикла — это электростанция , которая использует водород в электростанции комбинированного цикла . Электростанция с комбинированным циклом на «зеленом» водороде имеет КПД лишь около 40% после электролиза и повторного сжигания для получения электроэнергии и является жизнеспособным вариантом хранения энергии на более длительный срок по сравнению с аккумуляторным хранением . Электростанции, работающие на природном газе, могут быть преобразованы в водородные электростанции с минимальным ремонтом или работать на комбинированной смеси природного газа и водорода . [2] [3]
Электростанции, работающие на природном газе, могут быть спроектированы с учетом перехода на водород, имея более широкие впускные трубы к горелке для увеличения скорости потока, поскольку водород менее плотен, чем природный газ, и иметь правильный материал, поскольку водород может вызвать водородное охрупчивание .
Существующие электролизные установки не способны производить водород в том объеме, который необходим для обеспечения крупномасштабной электростанции. Может потребоваться электролиз на месте, тогда хранение большого количества водорода может занять много места, если это только сжатый водород , а не жидкий водород . Водородное охрупчивание может произойти в трубопроводах, но трубопроводы из нержавеющей стали 316L могут работать со сжатым водородом при давлении выше 50 бар (единица измерения) , при котором подается сжатый природный газ , или для водорода можно построить более широкие трубопроводы. Можно также использовать трубопроводы из полиэтилена или армированного волокном полимера .
Когда водород сжигается в качестве топлива , диоксид углерода не образуется, но образуется больше закиси азота из-за более высокой температуры пламени водорода, можно применить процесс селективного каталитического восстановления , чтобы разложить NO₂ только на азот и воду . Выхлопные газы реакции горения водорода представляют собой водяной пар , который можно использовать в качестве разбавителя для снижения высокой температуры горения, приводящей к образованию закиси азота.
Коррозия турбины из-за водяного пара из водородного пламени может сократить срок службы установки, или может потребоваться более частая замена деталей.
Водород — самый маленький и легкий элемент, и ему легче вытекать в местах соединений и стыках. Водород быстро диффундирует , смягчая взрывы. Водородное пламя также не так заметно, как обычное пламя.
Ветровая и солнечная энергия — это переменные возобновляемые источники энергии, которые не так стабильны, как энергия базовой нагрузки . Водород может помочь возобновляемым источникам энергии, улавливая избыточную энергию с помощью электролиза , когда они производят слишком много, и заполнять пробелы этой энергией, когда они производят не так много.