Uma boa limpeza: as turbinas a gás móveis da GE agora podem atender a algumas das regulamentações mais rigorosas sobre emissões de CO e NOx

As primeiras duas décadas deste século não foram boas para os californianos. A megasseca em curso, que está agora no seu 22.º ano, é a mais grave desde o ano 800, deixando enormes áreas vulneráveis ​​a incêndios florestais recordes. A seca também deixou os reservatórios da Califórnia, e portanto o seu fornecimento de energia hidroeléctrica, em níveis alarmantemente baixos. Antecipando uma escassez de fornecimento caso a energia hidrelétrica secasse, o Departamento de Recursos Hídricos (DWR) do estado atuou como agente de compras, comissionando quatro das turbinas a gás aeroderivadas TM2500 de início rápido da GE para ajudar a manter as luzes dos clientes acesas quando ocorrerem desastres naturais e quando a energia hidrelétrica e outras as energias renováveis ​​não conseguem produzir energia suficiente por si só para satisfazer a procura.

As quatro turbinas movidas a gás natural, com uma capacidade combinada de 136 megawatts – o suficiente para abastecer o equivalente a aproximadamente 130 mil residências nos EUA – foram instaladas pela Kiewit Power Constructors em fábricas em Roseville e Yuba City, ao norte de Sacramento. As unidades podem ser iniciadas e fornecer energia total para suportar a rede em cinco minutos, sob orientação do Operador de Sistema Independente da Califórnia ou da Autoridade de Energia da Área Ocidental.

Na sua configuração padrão, as turbinas móveis, normalmente utilizadas para uso emergencial, já atendem aos padrões de emissões do Banco Mundial. A Califórnia, que tem uma das regulamentações de emissões mais rigorosas do mundo, exige emissões ainda mais baixas de óxido de azoto (NOx) e monóxido de carbono (CO), pelo que a GE e os seus parceiros precisavam de desenvolver uma solução para a sua turbina móvel a gás.

O monóxido de carbono contribui indiretamente para as alterações climáticas, transformando-se na atmosfera em ozono (também conhecido como smog) e metano, o segundo e terceiro gases com efeito de estufa com maior impacto depois do dióxido de carbono. Os óxidos de nitrogênio (principalmente NO e NO2, chamados coletivamente de NOx), por sua vez, podem ter um grande impacto na saúde humana.

Para enfrentar esse desafio de emissões, em junho deste ano a GE trabalhou com a DWR para desenvolver uma solução para suas turbinas a gás móveis usando tecnologia de redução catalítica seletiva, ou SCR. Essencialmente um conversor catalítico como o do escapamento de um carro, mas com uma pilha de 22 metros de altura, o SCR pode reduzir CO e NOx em até 90%.

“A tecnologia móvel aeroderivada da GE, normalmente usada para energia de emergência, é um complemento perfeito para energia renovável e casos de uso de pico de energia em todo o mundo”, afirma Clive Nickolay, CEO da linha de negócios aeroderivados da GE Gas Power. “Estamos entusiasmados em fornecer aos operadores de usinas de energia como a DWR a flexibilidade para instalar rapidamente energia temporária quando necessário, ao mesmo tempo em que fazemos progressos significativos na redução dos níveis de emissão de NOx e CO para um dígito baixo, posicionando-os para um futuro de baixo carbono.”

Uma das virtudes do TM2500 – uma turbina aeroderivada, ou seja, um motor a jato reconfigurado – é que pode ser montado num reboque, rebocado para um local e montado rapidamente, apoiando operadores de rede e fornecedores de energia que enfrentam uma emergência de rede.

“A unidade TM2500 pode ser instalada em apenas duas semanas”, diz Patrick Maher, líder de comercialização de projetos de energia aeroderivada na GE Gas Power, que supervisionou o projeto SCR. “Queríamos criar uma solução para o SCR que pudesse ser instalada quase na mesma velocidade. Demorou apenas algumas semanas para montar esta unidade, graças aos seus componentes modulares pré-montados.” O tempo de instalação mais rápido se traduz em custos mais baixos para o cliente.

Como funciona? “Um catalisador é como um favo de mel – quadrados muito pequenos pelos quais os gases de exaustão da turbina a gás passarão”, explica Maher. “À medida que os gases de escape passam através deste catalisador, o CO oxida em CO2, removendo efetivamente o CO do fluxo de escape.” Para reduzir o NOx é necessário um segundo catalisador. A exaustão da turbina é misturada com amônia vaporizada e depois passa pelo segundo catalisador. A reação converte o NOx em nitrogênio e vapor de água.

Existem mais de 300 TM2500 implantados em todo o mundo, com mais de 6 milhões de horas de operação. Um cliente recente é o Gabinete Federal de Energia da Suíça, que está a instalar oito turbinas numa central eléctrica perto de Zurique para ajudar a colmatar uma possível escassez de electricidade neste Inverno. Agora, países como a Suíça e outras nações mais avançadas com requisitos rigorosos de CO e NOx têm a flexibilidade para reduzir ainda mais as suas emissões, conforme necessário, utilizando turbinas móveis a gás da GE.