Grupo gerador a gás natural de 300 kW de baixo consumo de energia e alta eficiência

Benefícios essenciais
Amigável ao ambiente (relativamente limpo):

Baixas emissões: A combustão de gás natural produz significativamente menos poluentes do que o carvão e o diesel. As emissões de dióxido de carbono são cerca de 50 por cento menores do que as do carvão e aproximadamente 30 por cento menores do que as do petróleo. As emissões de óxidos de nitrogênio, óxidos de enxofre e material particulado também são muito menores do que as do carvão e do diesel.

Sem Fuligem/Resíduos: A combustão produz praticamente nenhuma fuligem ou resíduos, reduzindo a necessidade de descartar resíduos sólidos.

Custo e Disponibilidade do Combustível:

Economia Relativa: Em regiões onde o gás natural é abundante e a infraestrutura de gasodutos está bem estabelecida, o gás natural geralmente é mais acessível do que os combustíveis líquidos como o diesel (especialmente se o gás canalizado estiver disponível).

Estabilidade do fornecimento (gás canalizado): O gás natural entregue por gasoduto geralmente é mais estável e confiável do que o combustível diesel, que requer transporte e armazenamento frequentes (desde que a rede de gasodutos esteja bem estabelecida).

Desempenho operacional:

Início rápido e resposta: grupos geradores a gás geralmente têm um tempo de início curto e uma resposta rápida à carga, tornando-os ideais para energia de backup ou deslocamento de pico.

Operação suave e baixo ruído: o processo de combustão do gás natural é relativamente suave, a vibração e o ruído geralmente são menores do que nos conjuntos geradores a diesel da mesma potência.

Custos de manutenção mais baixos (em comparação com alguns tipos): o gás natural queima mais limpo e produz menos carbono e contaminação dos lubrificantes, então velas de ignição, anéis de pistão, lubrificantes, etc., podem ter intervalos de substituição relativamente mais longos e manutenção relativamente menor (especialmente em comparação com óleo combustível pesado ou carvão).

Eficiência:

Maior eficiência: Conjuntos geradores modernos a gás natural (particularmente motores de combustão interna a gás e turbinas a gás) têm alta eficiência na geração de energia. Motores de combustão a gás normalmente têm eficiências de cerca de 35-45 por cento, com unidades de alta eficiência atingindo 48 por cento ou mais. As turbinas a gás têm uma ampla gama de eficiências, de aproximadamente 30-40 por cento para ciclos simples até mais de 60 por cento para ciclos combinados.

Alto potencial para cogereração: Geradores a gás natural são bem adequados para cogereração. Com altas temperaturas de escape e água do revestimento dos cilindros, além de alta eficiência na recuperação de calor residual, eles podem gerar tanto eletricidade quanto calor útil (vapor ou água quente), aumentando a eficiência combinada no uso da energia para 70%-90%, melhorando significativamente a economia e a proteção ambiental.

Flexibilidade de Combustível:

Alguns unidades são projetadas para serem compatíveis com uma ampla gama de combustíveis gasosos, como biogás, metano de leitos de carvão, gás de aterros, gás petrolífero associado, etc., o que melhora a flexibilidade do uso de recursos.

Principais Desvantagens e Desafios
Alta dependência de infraestrutura:

Restrições de dutos: A maior limitação é a necessidade de conexão à rede de dutos de gás natural. Em áreas onde os dutos não estão disponíveis, o uso de GNL ou GNC pode adicionar custos e complexidade significativos.

Armazenamento e transporte de GNL/GNC: O uso de GNL ou GNC requer tanques criogênicos especializados ou cilindros de alta pressão, bem como instalações correspondentes de transporte e reabastecimento, o que aumenta os custos iniciais e operacionais e pode apresentar riscos de segurança (que precisam ser estritamente regulamentados).

Custos iniciais de investimento:

O custo de aquisição do conjunto gerador a gás natural em si geralmente é maior do que o de um conjunto gerador a diesel da mesma potência. Se também for necessário construir uma instalação de conexão com gás natural (estação reguladora, etc.) ou um sistema de armazenamento e abastecimento de LNG/CNG, o investimento inicial será ainda maior.

Volatilidade do custo do combustível:

O preço do gás natural é altamente influenciado pela oferta e demanda de mercado, geopolítica e outros fatores, havendo risco de flutuação. Durante períodos de preços altos do gás, a vantagem de custo operacional pode diminuir ou até desaparecer.

Eficiência ligeiramente inferior em relação ao diesel (somente ciclo simples):

Em aplicações de geração de energia simples (não cogeração), modernos conjuntos geradores a diesel de alta velocidade do mesmo nível tecnológico normalmente geram eletricidade com eficiências ligeiramente superiores às das unidades a combustão interna movidas a gás natural (as eficiências dos motores a diesel podem chegar a 40-50 por cento). No entanto, as unidades a gás natural oferecem vantagens significativas em termos ambientais e de ruído.

Problemas de Escape de Metano:

Embora limpo quando queimado, pode ocorrer vazamento de metano durante a extração, processamento e transporte do gás natural. O metano é um gás de efeito estufa potente, com um efeito estufa de curto prazo muito maior que o dióxido de carbono. Reduzir o escape de metano ao longo da cadeia de suprimentos é uma questão ambiental importante.

Requisitos elevados de segurança:

O gás natural é inflamável e explosivo, e possui requisitos de segurança muito rigorosos para o design da sala de geradores, ventilação, detecção de vazamento de gás, sistemas de proteção contra incêndio e procedimentos operacionais.

Principais Cenários de Aplicação
Energia Distribuída: Instalada próxima aos usuários (por exemplo, fábricas, hospitais, centros de dados, shopping centers, bairros), fornece eletricidade e calor (CHP), melhora a eficiência energética e aumenta a confiabilidade do fornecimento de energia.

Cogereração (CHP): Geradores a gás natural são os principais responsáveis pela eficiente CHP.

Energia de backup: Para locais com abastecimento estável de gás encanado e requisitos de proteção ambiental e ruído (por exemplo, hospitais, centros de dados, hubs de comunicação, edifícios de alto padrão).

Energia de base ou pico: Como energia limpa de base ou flexível para picos na rede (as turbinas a gás são particularmente adequadas para picos).

Utilização de gás associado/não convencional: Geração de eletricidade a partir de gás natural ou biogás gerado no local em campos de petróleo e gás, aterros sanitários, estações de tratamento de esgoto, etc.

Áreas remotas (quando o abastecimento de gás estiver disponível): Como fonte principal de energia ou importante fonte de energia em áreas remotas onde existem campos de gás natural ou onde o gás pode ser fornecido via CNG/LNG.

Resumo
As principais características dos geradores a gás natural são relativamente limpas e amigáveis ao meio ambiente, baixo ruído operacional, adequadas para cogereração e vantajosas em termos de custos operacionais em áreas com fontes estáveis de gás. Seus pontos fortes centrais estão em sua amizade ao meio ambiente e no potencial eficiente de cogereração. No entanto, eles são altamente dependentes da infraestrutura de fornecimento de gás (especialmente gasodutos), e o custo de uso em locais sem gasodutos pode aumentar significativamente. Os custos iniciais de investimento também são tipicamente altos e existe o risco de volatilidade nos preços do gás. A escolha de um gerador a gás natural requer uma combinação das condições locais de gás, requisitos ambientais, orçamento inicial de investimento, custos operacionais e a necessidade de cogereração.

Em resumo: amigável ao meio ambiente, silencioso, adequado para cogereração, mas ‘dependente de localização’ (dependente de instalações de fornecimento de gás).