NYPA e GE pilotam com sucesso retrofit de hidrogênio em turbina a gás aeroderivada

Um projeto pioneiro de turbina a gás aeroderivada da GE para demonstrar a combustão de hidrogênio como parte de um retrofit em uma usina de gás natural existente nos EUA utilizou com sucesso misturas de 5% a 44% de hidrogênio com gás natural - alguns dos maiores volumes de hidrogênio misturados em uma mistura comercialmente turbina a gás em funcionamento.

O projeto liderado pela New York Power Authority (NYPA), a maior organização de energia pública estadual do país, e pela GE demonstrou a combustão da mistura de hidrogênio e gás natural em uma turbina a gás LM6000 SAC na Brentwood Small Clean Power Plant de 45 MW da NYPA, inaugurada em 2001 no Condado de Suffolk, Long Island, Nova York.

Um dos principais objetivos do estudo foi demonstrar a capacidade operacional de estado estacionário da turbina a gás em hidrogênio, bem como identificar um impacto nas emissões de combustão nas emissões de saída da turbina a gás LM6000, incluindo dióxido de carbono (CO2), óxido de nitrogênio (NOx) e carbono monóxido (CO). Os resultados do teste bem-sucedido, divulgados em 23 de setembro pelos parceiros do projeto Electric Power Research Institute (EPRI) e GTI Energy, que trabalharam sob a Iniciativa de Recursos de Baixo Carbono (LCRI) lançada em 2020 pelos grupos de pesquisa, serão fundamentais para explorar integração de hidrogênio em usinas de turbinas a gás aeroderivadas, que são amplamente utilizadas para fornecer energia de pico, disseram os parceiros do projeto.

Mas, embora o projeto represente um dos primeiros projetos de mistura de hidrogênio em escala de utilidade em uma usina de gás existente nos EUA, também revelou vários desafios significativos que sugerem que a combustão de hidrogênio ainda está longe da implementação prática em uma usina de gás competitiva.

Em Brentwood (Figura 1), que opera no mercado de Operador de Sistema Independente de Nova York (NYISO), esses desafios incluem a falta de acesso ao volume de hidrogênio necessário para operar a planta, experiência limitada da indústria para operar a planta com combustível de hidrogênio misturado e requisitos de código restritivos. É por isso que, por enquanto, a NYPA não planeja aplicar o aprendizado tecnológico do piloto para continuar o projeto em Brentwood ou em qualquer outra usina movida a gás, disse a organização ao POWER na sexta-feira.

No entanto, os aprendizados do projeto ainda desempenharão um papel importante, conforme pretendido, em informar as discussões das partes interessadas sobre a viabilidade da energia do hidrogênio. Um benefício importante foi fornecer informações, disse Neva Espinoza, vice-presidente de Fornecimento de Energia e Recursos de Baixo Carbono da EPRI. A LCRI está determinada a acelerar o desenvolvimento e demonstrar tecnologias de baixo carbono que serão necessárias para ajudar empresas privadas e governos a alcançar metas de descarbonização cada vez mais ambiciosas até 2050, observou ela. "À medida que a indústria e o governo buscam soluções energéticas inovadoras, a demonstração de mistura de hidrogênio da NYPA está revelando novos insights com implicações muito além de Nova York", disse ela.

O projeto Brentwood decorre de um esforço de julho de 2021 lançado pelo estado de Nova York para avaliar o papel potencial do hidrogênio na substituição de combustíveis fósseis da geração de energia, à medida que persegue uma meta ambiciosa de reduzir suas emissões de carbono em 85% até 2050. O estado também está procurando alcançar a obrigatoriedade de um setor de eletricidade de emissão zero até 2040 e chegar a 70% de energia renovável até 2030, observou o presidente interino e CEO da NYPA, Justin E. Driscoll. O projeto piloto, por sua vez, se alinha com a visão estratégica prioritária da NYPA de descarbonizar suas usinas de gás natural até 2035 sem sacrificar a confiabilidade do sistema elétrico.

A NYPA, uma entidade de energia pública autofinanciada, possui 6,6 GW de capacidade de geração, 1,2 GW dos quais vem de usinas de energia movidas a gás e petróleo que operam na NYISO. Brentwood faz parte do portfólio "Pequenas Usinas de Energia Limpa" da NYPA (Figura 2), que compreende 11 usinas de gás aeroderivado que a entidade abriu em 2001 para reforçar a segurança energética de Nova York.

Driscoll disse ao POWER na sexta-feira que a meta interna da NYPA agora é aposentar seus ativos de gás até 2035, cinco anos antes da meta estadual de 2040. feito, como a planta toleraria a mistura e qual seria o efeito sobre as emissões", disse ele.