Usinas a gás alimentam a transição energética

A demanda por energia está aumentando. Economias em crescimento, eletrificação e digitalização estão impulsionando a necessidade de mais energia. Ao mesmo tempo, porém, o mundo precisa responder às mudanças climáticas. Embora a energia renovável esteja aumentando em todo o mundo, ainda há desafios para garantir energia acessível, confiável e sustentável o tempo todo. É aqui que as usinas a gás, geralmente operadas como usinas a gás natural, entram como uma estratégia chave de transição energética. 

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Já hoje, as usinas a gás geram 23% da eletricidade mundial, fornecendo serviços essenciais para a transição energética global. Eles ajudam a substituir a energia a carvão e petróleo, com novas usinas a gás reduzindo as emissões de CO2 em até 65% em comparação com as usinas a carvão existentes e em até 60% em comparação com as usinas a óleo. Seja como usinas de pico operando quando há alta demanda ou como usinas de ciclo combinado (CCPPs) que adicionam uma turbina a vapor para gerar até 50% mais eletricidade, as usinas a gás entram em ação em dias com pouco ou nenhum sol ou vento, produzindo uma carga residual muito necessária. Eles também estabilizam a rede com suas massas rotativas, trazendo serviços auxiliares e resiliência para a rede , ao mesmo tempo em que apoiam a expansão da energia solar e eólica. Além disso, as usinas a gás podem ser totalmente descarbonizadas usando combustíveis sustentáveis como hidrogênio ou captura, utilização e armazenamento de carbono (CCUS). Em suma, as turbinas a gás não apenas constroem uma ponte para um futuro descarbonizado – elas fazem parte dele.

Existem várias razões principais pelas quais as usinas de gás natural impulsionam a transição energética. Aqui estão os três mais importantes: As usinas a gás permitem a eliminação gradual do carvão, estabilizam as redes para uma maior expansão da energia renovável e têm o potencial de serem totalmente descarbonizadas.

Uma das maneiras mais eficazes, rápidas e baratas de reduzir as emissões de CO2 em uma economia é substituir a energia a carvão ou petróleo por usinas a gás natural altamente eficientes. Ao deslocar uma usina de carvão mais antiga, uma nova usina de gás natural pode reduzir as emissões de CO2 entre 60 e 65%. Isso ocorre porque o gás natural tem um teor de carbono menor do que o carvão (entre 45 e 50% menor) e os CCPPs de hoje têm uma eficiência muito maior – 64% em comparação com cerca de 40% no caso de usinas a carvão mais antigas. Ganhos semelhantes são obtidos com a substituição de usinas a óleo mais antigas: um novo CCPP, por exemplo, pode reduzir as emissões de CO2 entre 40 e 60%, dependendo da eficiência da usina a óleo que está sendo substituída.  

Além disso, a geração de energia a gás também oferece maior flexibilidade operacional. As usinas de gás natural podem aumentar e diminuir mais rapidamente do que as usinas a carvão, tornando-as um complemento ideal para fontes de energia renováveis intermitentes, como eólica e solar. 

Como líder em tecnologia em turbinas a gás, somos o parceiro preferido tanto para usinas greenfield quanto para a conversão de usinas a carvão existentes em CCPPs altamente eficientes. Essa abordagem não apenas reduz as emissões de CO2 em até 65%, mas também reduz as despesas de capital (Capex) em até 30%. 

Desde 2010, a mudança do carvão para o gás já economizou cerca de 500 milhões de toneladas de CO2. Isso equivale a colocar mais 200 milhões de veículos elétricos na estrada no mesmo período. 

Sim, a expansão da energia eólica e solar reduz os custos de geração e as emissões de CO2, mas também traz dois grandes desafios. Eles não estão disponíveis 24 horas por dia, 7 dias por semana. E eles não fornecem estabilidade de rede.  

Quando não há vento ou sol, as usinas de gás natural podem fornecer energia despachável. Embora o gerenciamento do lado da demanda (DSM) e as soluções de armazenamento de energia, como baterias ou energia hidrelétrica bombeada, também possam reduzir as demandas de carga residual, elas geralmente funcionam apenas por algumas horas. As turbinas a gás são cruciais para cobrir cargas residuais por períodos mais longos. E, eventualmente, as turbinas a gás movidas a hidrogênio verde produzido a partir de energia renovável excedente permitirão um ciclo fechado para a descarbonização profunda da produção de eletricidade. 

Tradicionalmente, a estabilidade e resiliência de nossas redes elétricas vêm de usinas convencionais com geradores síncronos que fornecem serviços auxiliares de rede indispensáveis, como inércia, controle de tensão e fornecimento de energia em curto-circuito. Na maioria dos casos, a energia renovável não pode fornecer esses serviços, mas as massas rotativas dos grupos geradores de turbina podem, adicionando inércia rotativa, estabilizando os níveis de tensão da rede elétrica com energia reativa e fortalecendo o sistema com energia de curto-circuito. À medida que mais grandes usinas a carvão são aposentadas, as usinas a gás precisarão fornecer esses serviços auxiliares de rede.  

Com um modo condensador síncrono opcional , os geradores podem permanecer conectados à rede durante todo o ano, mesmo que a turbina a gás ou a vapor (em um CCPP) não esteja fornecendo energia ativa.  Um volante também pode ser adicionado para aumentar a inércia. Quanto mais inércia essas massas rotativas dão à rede, mais energias renováveis podem ser conectadas, ultrapassando os limites da penetração da energia renovável.  

Embora as usinas movidas a gás natural sejam uma escolha mais limpa e melhor do que as usinas a carvão em termos de emissões, elas ainda funcionam com combustíveis fósseis. Este é o caso por enquanto, mas a indústria está preparando o terreno para um futuro descarbonizado. Isso pode ser feito por meio do uso de combustíveis sustentáveis ou por meio da captura e armazenamento de carbono (CCS).  

Por exemplo, o hidrogênio verde produzido a partir de energia renovável oferece um enorme potencial para descarbonizar o setor de energia. E outras formas de hidrogênio sustentável, classificadas por cor, como hidrogênio azul, turquesa ou rosa, para indicar métodos de produção, podem ajudar a descarbonizar a energia residual com turbinas a gás. Já hoje, fabricamos turbinas capazes de operar com hidrogênio, bem como usinas prontas para hidrogênio que são pré-equipadas para um retrofit posterior para 100% de hidrogênio. Outros combustíveis sustentáveis que podem ser usados no futuro incluem biocombustíveis produzidos a partir de matéria orgânica ou derivados de hidrogênio como amônia ou metanol. 

Alternativamente, o CCS é cada vez mais reconhecido como um método que pode ajudar a produção de eletricidade a atingir quase zero líquido. O CCS pode ser emparelhado com turbinas a gás, bem como usinas de carvão e biomassa para remover as emissões de CO2 dos gases de combustão. Com parcerias estratégicas, estamos impulsionando o desenvolvimento de tecnologias CCS e CCUS para interceptar gases de efeito estufa onde eles são gerados. 

As condições locais determinarão qual tecnologia de descarbonização é a mais adequada e econômica para um determinado projeto.  

Nossos clientes operam uma infraestrutura existente de cerca de 7.400 grandes unidades de turbinas a gás e a vapor – e nossa frota continua a crescer e evoluir. Temos as melhores turbinas a gás da categoria e somos líderes em tecnologia com nossas turbinas HL-class, F-class e SGT-800. Com nossas soluções para energia a gás, estamos direcionando ativamente um caminho em direção a um futuro descarbonizado.