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Aug 19, 2023

Usinas Elétricas do Mundo: Um piloto de hidrogênio da GE

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Projeto mostrou reduções substanciais nas emissões de CO2, diz a GE

A turbina a gás aeroderivada LM6000 da GE operou com sucesso com misturas de até 44% (por volume) de hidrogênio verde em um projeto piloto na Central Elétrica de Brentwood da New York Power Authority em Long Island. Os testes revelaram uma clara redução nas emissões de CO2 com misturas mais altas de hidrogênio, abrindo caminho para um futuro líquido zero carbono e maior desenvolvimento de hidrogênio verde em outros locais, de acordo com a GE. O projeto também revelou reduções substanciais nas emissões de CO, o que pode levar a benefícios adicionais ao operar com misturas de hidrogênio, disse a empresa.

Nova York determinou, por meio de sua Lei de Liderança Climática e Proteção Comunitária (CLCPA), gerar 70% da eletricidade do estado a partir de fontes renováveis ​​até 2030 e 100% de eletricidade com emissão zero até 2040. Espera-se que isso forneça um forte incentivo para explorar alternativas ao gás natural. Embora as energias renováveis, como eólica e solar, provavelmente forneçam a maior parte da eletricidade para a região, os combustíveis de baixo carbono podem desempenhar um papel significativo e fazer parte da solução, disse a GE.

A capacidade de adaptar as turbinas da GE que alimentam um terço da geração de eletricidade do mundo potencialmente abre caminho para uma jornada de descarbonização para o setor de geração de energia. A GE tem mais de 100 turbinas a gás em todo o mundo que possuem ou estão operando entre 5% e 100% de hidrogênio em 20 países e uma delas está instalada na Central Elétrica de Brentwood da New York Power Authority (NYPA). A usina, alimentada por uma turbina a gás GE LM6000 aeroderivada, foi comissionada em 2001 para aumentar a capacidade de geração de energia para Long Island e Nova York em antecipação à escassez.

A GE disse que a NYPA, a maior concessionária de energia pública dos EUA, sinalizou que a transição energética está em andamento no estado com sua Brentwood Power Station em Long Island representando a vanguarda de um futuro de hidrogênio verde. Em 2022, a NYPA se tornou uma das primeiras concessionárias a queimar hidrogênio verde em uma usina de gás natural adaptada em operação comercial. Isso exigia coordenação entre todas as partes envolvidas no projeto, a autoridade da rede local e outras agências estaduais.

Enquanto a maior parte do hidrogênio é produzida através da reforma do metano a vapor – na qual o gás natural (CH4) reage com o vapor sob pressão e calor para produzir hidrogênio (H2), monóxido de carbono (CO) e monóxido de carbono (CO2) – o hidrogênio verde é produzido por eletrólise . Nesse processo, uma corrente elétrica divide a água (H2O) em seus elementos constituintes para produzir oxigênio (O2) e hidrogênio (H2). Se o processo usa energia renovável, que por definição não gera emissões de CO2, isso é conhecido como hidrogênio verde.

Na primavera de 2022, a NYPA realizou uma demonstração de combustível de hidrogênio verde, investigando o potencial de substituição do hidrogênio - produzido com energia hidrelétrica - por uma parte do gás natural usado para abastecer a Brentwood Power Station da NYPA.

O portfólio de turbinas a gás aeroderivadas da GE atualmente tem a capacidade de queimar misturas de hidrogênio e gás natural; o limite específico depende da configuração do sistema de combustão. Por exemplo, o LM2500 da GE As turbinas a gás aeroderivadas da GE podem funcionar com misturas de até 85% de hidrogênio (por vol.) o futuro.

O projeto de demonstração foi parte de uma colaboração entre NYPA, GE, Electric Power Research Institute (EPRI), engenheiros Sargent e Lundy, Fresh Meadow Power e Airgas, uma subsidiária da francesa Air Liquide. A equipe examinou o impacto das misturas de combustível de 5% a 44% (em volume) de hidrogênio, que representa alguns dos maiores volumes de hidrogênio misturados em uma turbina a gás operando comercialmente. Como fabricante do equipamento original da turbina a gás, a GE forneceu um sistema de mistura de hidrogênio/gás natural e apoiou o planejamento e a execução do projeto.