Primeiro passo para a descarbonização: Mudança do carvão para o gás

Jan 30, 2024

Estudo de caso

Indústria: Proprietários de plantas industriais com sistemas de geração de energia a carvão

Um proprietário de planta industrial bem estabelecido utiliza instalações de queima de carvão para fornecer calor e energia para sua própria fábrica. Embora a instalação tenha sido econômica no passado, o fabricante agora enfrenta um dilema. É imperativo lidar com a descarbonização, pois eles assumiram o compromisso de reduzir o CO₂ em linha com as expectativas do governo e das partes interessadas e aumentar a carga de impostos sobre o carbono, mantendo uma perspectiva financeira. Considerando o contexto acima mencionado, não é sua opção de renovar as instalações movidas a carvão ou continuar a operar as existentes. A mudança do combustível do carvão para outro de baixo carbono é inevitável. Atualmente, o gás natural está disponível como commodity com a qual se pode contar para uma operação estável. O proprietário está considerando instalações de cogeração movidas a gás natural para equilibrar a redução de CO₂ com operações estáveis ​​da usina. Uma opção é converter a caldeira a carvão existente e a instalação de vapor para queima de gás natural. A outra opção é turbina a gás e gerador de vapor de recuperação de calor de exaustão que é mais eficiente em termos energéticos. No entanto, o proprietário não tem experiência em possuir uma turbina a gás ou qualquer conhecimento dos requisitos operacionais e de manutenção. O proprietário também precisa considerar ações futuras para alcançar o zero líquido de carbono ainda mais ao mudar para o gás que permite que eles sejam de baixo carbono como primeiro passo.

A turbina a gás é uma máquina rotativa que opera com temperatura de entrada da turbina acima de 1000 graus Celsius. A temperatura do gás de exaustão pode estar acima de 500 graus Celsius, o que seria alto o suficiente para gerar vapor para operar a turbina a vapor ou fornecer calor pressurizado aos processos de fabricação. Tecnologias avançadas são aplicadas às turbinas a gás enquanto os OEMs estão fazendo esforços para provar uma operação segura e confiável. Em 2021, o número de turbinas a gás selecionadas para aplicação em cogeração industrial movida a gás natural foi três vezes maior do que a turbina a vapor*. (*fonte: McCoy Report)

As usinas de cogeração com turbina a gás usam eletricidade de uma turbina a gás e vapor de um gerador de vapor de recuperação de calor (HRSG) e têm baixa perda de energia. Essas usinas têm maior eficiência energética geral de 80% ou mais em comparação com turbina a vapor de caldeira convencional com condensador e são ideais para cogeração. Seu pacote padronizado permite um trabalho de instalação local menos complicado em uma área limitada, bem como uma interface homem-máquina bem desenvolvida ajuda a simplificar a operação. Da mesma forma, eles também são adequados para fontes de energia distribuídas e aquecimento urbano. Substituir a cogeração a carvão pela a gás reduz o CO₂ e com a turbina a gás a redução de CO₂ será maior, esperada em 69%.

A Mitsubishi Power mantém um projeto básico comprovado e realiza testes de verificação de longa duração ao desenvolver novas tecnologias para eliminar problemas que ocorrem na introdução do produto. Essa abordagem de validação da primeira unidade no próprio local de fabricação é exclusiva da Mitsubishi e é a chave para a alta confiabilidade de sua turbina a gás.

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