Geração de energia resiliente significa menos emissões, maior produção e maior eficiência. As atualizações das turbinas na usina de High Desert, na Califórnia, mostram como empresas de energia, como a Middle River Power, podem descarbonizar suas operações e estar prontas para a transição energética.
É o equivalente ao seu carro fazer uma quilometragem maior com a mesma quantidade de combustível: a atualização da usina a gás de ciclo combinado de 830 MW da High Desert, de propriedade da Avenue Capital, e operada pela Middle River Power (MRP), no condado de San Bernardino, em Victorville, na Califórnia, não apenas aumentou a produção de energia em mais de 60 MW em dias quentes, equivalente a uma pequena usina de energia adicional, mas também tornou a empresa uma das geradoras de energia mais eficientes do estado. O projeto de energia da High Desert apresenta algumas das muitas opções para gerenciar questões como estabilidade da rede elétrica, a necessidade de fontes de energia despacháveis, e a produção flutuante de fontes renováveis, aproveitando todo o potencial dos ativos existentes para fornecer energia prontamente disponível durante períodos de ventos fracos e baixa incidência solar.
Ao longo do ano, a equipe da Siemens Energy concluiu diversas atualizações na Usina Elétrica de High Desert. Em 2018, a planta passou por modificações do nível FD2 para FD3, acrescentando 12 MW adicionais por unidade à planta. A mais recente foi uma atualização FX, que é uma atualização de desempenho das três turbinas a gás SGT6-5000F da Siemens Energy instaladas em High Desert. A equipe também concluiu uma atualização Advanced Ultra Low NOx (ULN) nos combustores. Os geradores também receberam atenção, bem como novos transformadores Siemens Energy para permitir maior rendimento elétrico. Em termos gerais, a atualização aumentou a produção em até 80 MW – o equivalente a adicionar outra usina à rede elétrica. Ela reduziu o nível de NOx em até 64% com controles pré-emissões e uso significativamente menor de amônia. O nível de monóxido de carbono foi reduzido em até 50%. A taxa de calor também apresentou melhoria, o que ajudou na eficiência e longevidade. Adicionalmente, foram feitas modificações no combustor ULN da planta para permitir a utilização de hidrogênio como fonte de combustível no futuro.
A Califórnia tem sido pioneira na transição energética. A legislação promulgada em 2018, determina que toda a eletricidade de varejo do estado seja derivada de fontes totalmente renováveis e com zero emissões de carbono até 2045. Até 2030, pelo menos 60% da energia do estado deverá ser gerada a partir de fontes renováveis. Com um Produto Estadual Bruto de 3,4 bilhões de dólares (2021), a Califórnia tem a maior economia de todos os estados dos EUA; como país soberano, seria a 5ª maior economia do mundo, depois da Alemanha. Este papel pioneiro proporcionou aos produtores de energia da Califórnia, experiência em primeira mão com desafios que incluem quedas de energia e apagões na rede elétrica. É também uma oportunidade para fornecedores de energia, como a MRP, otimizarem ativos e extraírem o melhor desempenho possível das instalações existentes – como demonstrado pela usina elétrica de High Desert.
MRP intensifica seu jogo: Mais potência, menor taxa de calor
A MRP gerencia atualmente aproximadamente 3.000 MW de ativos de geração de energia operando ou em desenvolvimento nos estados da Califórnia, Maryland, Virgínia, Illinois e Virgínia Ocidental. Na Califórnia, a MRP é líder de mercado na construção de projetos de energia solar em grande escala, bem como em sistemas de armazenamento de energia por baterias e, como tal, desempenha um papel significativo no cumprimento das metas de descarbonização do estado. Para garantir um fornecimento de eletricidade confiável e acessível em meio a esta transformação contínua, e tendo em conta o custo, o tempo e os processos envolvidos na construção de novas usinas elétricas, a empresa consultou a Siemens Energy sobre formas de obter o desempenho máximo de seus ativos convencionais.
Em várias etapas entre 2018 e 2023, ajudamos nossos parceiros da MRP a definir uma abordagem "sob medida" para aumentar a eficiência com uma atualização de todo o sistema da instalação de High Desert e suas três turbinas a gás Siemens Energy SGT6-5000F. Nossa jornada começou com um estudo de viabilidade para definir como a usina de ciclo combinado existente e seus componentes poderiam ser aprimorados para desempenhar um papel mais importante na iniciativa de descarbonização da Califórnia, fornecendo mais energia despachável com menos emissões e menor taxa de aquecimento. Após discussões sobre novos avanços em pesquisa e desenvolvimento, e como eles podem ser usados para ganho de megawatts e redução de calor, a atualização de desempenho foi primeiro modelada e depois implementada com sucesso.
Preparativos proativos para a usina de energia High Desert: Digitalmente segura e pronta para o hidrogênio
O projeto de atualização de High Desert preparou proativamente a usina para seu próximo papel na transição da energia em vários níveis. Como resultado do pacote de serviços, as turbinas supereficientes agora operam com menores emissões de CO2 e NOx, prontas para fornecer eletricidade estável e acessível a um sistema energético mais sustentável, por meio de uma rede que será cada vez mais baseada na geração descentralizada a partir de fontes renováveis. E a usina também foi preparada para o futuro de outras maneiras: as turbinas a gás SGT6-5000F estão agora preparadas para 30% de hidrogênio, impulsionadas por experiência e tecnologia que garantirão que todas as turbinas do portfólio da Siemens Energy estejam prontas para operar com 100% de hidrogênio até 2030.
Nossos especialistas aprimoraram ainda mais a resiliência da High Desert, instalando medidas de segurança cibernética para proteger os sistemas de controle digital de última geração contra invasões e ataques. O sistema de Detecção e Resposta Gerenciada (MDR), fornecido pela EOS.ii™, implanta aprendizado de máquina, inteligência artificial e nosso profundo conhecimento em tecnologias operacionais, para dar à equipe de segurança da MRP visibilidade sobre as operações desta usina, que constitui um elemento importante da infraestrutura crítica da Califórnia.
Avanços na resiliência da energia
No total, a combinação destas medidas adicionou energia significativa e rapidamente despachável e tornou a rede mais forte e mais estável, mas a modernização das turbinas da usina elétrica de High Desert envolveu consideravelmente menos tempo, esforço e custos do que o comissionamento de uma nova central teria envolvido. Ter mais capacidade e estabilidade é uma vantagem para os consumidores da Califórnia, mas também para a posição comercial da MRP. Com a certeza de que as suas turbinas não se tornarão ativos ociosos na próxima economia do hidrogênio, a empresa já está considerando outras opções para descarbonizar ainda mais as suas operações, passo a passo.
A MRP é apenas um dos muitos fornecedores de energia em todo o mundo que escolheram a Siemens Energy para desenvolver soluções sustentáveis para o futuro, hoje. O projeto de energia de High Desert é uma vitrine de como podemos ajudar nossos clientes a garantir benefícios adicionais dos ativos existentes em seu portfólio e fornecer energia sustentável, confiável e acessível. As condições da estrutura podem diferir de país a país e entre regiões, razão pela qual adotamos uma abordagem flexível e adaptável ao desenvolver soluções personalizadas. É provável que a procura por energia continue a crescer na maior parte do mundo, e os sistemas de energia precisam crescer em conformidade em todas as suas facetas. Em alguns locais, passos maiores são viáveis, enquanto em outros, passos menores podem ser mais realistas.
Como empresa de tecnologia de energia, com 94.000 profissionais trabalhando em todo o sistema de energia, estamos avançando lado a lado com nossos clientes, fornecendo a eles soluções que tornam possível a transição energética: Produtos e serviços, inovadores e convencionais, que permitem descarbonizar a sua energia e aumentar a eficiência industrial. O resultado: Um sistema robusto que fornece energia onde ela é necessária.
O resultado: Um sistema robusto que fornece energia onde ela é necessária.
