Energia do futuro

Grupos geradores movidos a diesel têm sido a escolha preferida por décadas. Mas, embora eles ofereçam uma solução robusta para todos os requisitos de fornecimento de energia locais, exceto alguns mais específicos, seu impacto ambiental colocou em questão sua reputação de usar um combustível fóssil poluente, mesmo quando equipado com os mais recentes depuradores. porta para grupos geradores para uso de vários outros combustíveis alternativos.

Grupo gerador G3516H 60Hz da Caterpillar.

Os fabricantes de grupos geradores vêm experimentando, desde a virada do século, o hidrogênio como alternativa de combustível e, nos últimos 20 anos, vários deles fizeram planos para adotar esse novo combustível.

Em setembro deste ano, a Caterpillar revelou que iria lançar grupos geradores capazes de funcionar com 100% de hidrogênio, um programa que inclui o desenvolvimento de uma variedade de produtos disponíveis comercialmente e atualizações para equipamentos existentes.

No final de 2021, a Cat começará a oferecer o grupo gerador a gás Cat G3516H especificamente configurado para usar hidrogênio como combustível. Inicialmente disponível como unidades de demonstração na América do Norte e Europa e com entregas iniciais no final de 2022, o grupo gerador será avaliado em 1.250 kW para aplicações de gerenciamento de carga e carga contínua de 50 ou 60 Hz.

Mais em breve, a empresa planeja lançar, em etapas, os grupos geradores a gás CG132B, CG170B, G3500H, G3500 com Resposta Rápida e CG260, configurados para funcionar com gás natural misturado a até 25% de hidrogênio. A empresa também oferecerá kits de atualização que permitirão que outros geradores construídos nas mesmas plataformas de motor usem o combustível misturado com 25% de hidrogênio.

A produção total das máquinas e kits está prevista para começar em 2022.

A Caterpillar não é a única OEM envolvida no desenvolvimento de grupos geradores movidos a hidrogênio. A Atlas Copco também está executando um programa de grupos geradores de hidrogênio como parte da estratégia de Combustível do Futuro da empresa.

Gerador de conceito

O H2-45 é um gerador de energia independente de 45 kW que funciona com 100% de hidrogênio. Sem surpresa, isso resulta em emissões zero. Resistente às intempéries e equipada com uma cobertura à prova de som, a unidade foi projetada para requisitos de energia fora da rede móvel ou de curto prazo, como estações de carregamento de veículos elétricos, eventos ao ar livre e canteiros de obras urbanas em zonas de emissão ultrabaixa.

Desenvolvido pelo Concept Lab da Atlas Copco, o grupo gerador H2-45 tem dois objetivos principais: testar a estratégia de combustível e, ao mesmo tempo, testar o interesse do mercado na nova tecnologia. Espera-se que o novo conceito de grupo gerador seja de particular interesse para clientes com metas de sustentabilidade específicas, onde H2 pode ser gerado no local para obter credenciais verdes e gerar competitividade de custos.

“O protótipo H2-45 está atualmente em uma extensa fase de testes e certificação. Isso significa que nossa data de lançamento no mercado “não está gravada em pedra”. A Atlas Copco Specialty Rental quer estar um passo à frente das regulamentações e ter a solução temporária H2 mais segura e eficiente do mercado. É por isso que às vezes pensamos demais sobre cada parafuso e parafuso na máquina ”, disse Kris Herremans, Gerente de Marketing da Divisão de Aluguel de Especialidades da Atlas Copco. Segundo o executivo, o H2-45 tem sido bem recebido pelos clientes e a empresa já está recebendo pedidos de mais informações e até pedidos de aluguel da unidade.

“Embora H2 não seja a solução mais barata disponível, a convicção moral de nossos clientes fecha a lacuna de preço entre as soluções elétricas ou diesel”, diz ele. São as estações de recarga de veículos onde Herremans vê o maior potencial para o grupo gerador de hidrogênio. Existem áreas onde a rede elétrica não consegue atender à demanda gerada pelas estações e, em alguns casos, a carga necessária é entregue por geradores a diesel. “Achamos isso bastante irônico”, diz ele. “Vimos o problema e pensamos que poderíamos encontrar algo melhor.”

Apesar de o H2-45 tenha o potencial de fornecer energia livre de emissões, alimentar geradores ainda pode ser um problema. Embora os OEMs tenham lançado máquinas off-road com motores de combustão interna adaptados para usar uma mistura de hidrogênio a 100% ou alguma porcentagem, essas máquinas podem ser localizadas em uma base fixa onde o hidrogênio pode ser entregue e armazenado. No caso de grupos geradores, as unidades poderiam estar em um local remoto que exigiria o fornecimento do combustível de hidrogênio a locais aleatórios.

“O transporte de combustível é um dos maiores problemas”, disse Paul Webster, gerente de desenvolvimento de negócios da Atlas Copco. “Mas apesar dos problemas, ainda acho que este é o caminho a percorrer.” 

Isso não quer dizer que os futuros grupos geradores usarão hidrogênio com a exclusão de outros tipos de combustível. Webster diz que a Atlas Copco está prestes a lançar geradores a diesel compatíveis com o Estágio 5 da UE e lembra que o sistema de armazenamento de energia Zenergize foi lançado em setembro. “É literalmente uma caixa de baterias de íon de lítio, uma unidade de bateria separada. Ele pode ser carregado com um grupo gerador padrão, energia solar ou de rede. É mais um caminho para atingir nossa meta de líquido zero ”, afirma.

O modelo ZBC da Zenergize, por exemplo, pode fornecer potências que variam de 100 kVA a 1.000 kVA e uma capacidade de armazenamento de energia de 250 kWh a 2.000 kWh. Eles podem servir como unidades de energia primárias quando usados ​​no modo de ilha ou podem ser combinados com geradores padrão para criar uma solução híbrida. Existe ainda a opção de criar uma microrrede. Quando em modo de ilha, o sistema de armazenamento de energia praticamente não emite CO2 ou NOx no ponto de uso e é quase silencioso.

Com requisitos mínimos de manutenção, as unidades também oferecem uma proposta de custo de propriedade bastante reduzida. O ZBP 45 tem uma capacidade nominal de armazenamento de energia de 46 kWh.

Webster diz que, embora a Atlas Copco continue a comercializar motores a diesel, a empresa vê o armazenamento de energia como um componente-chave no futuro portfólio de fornecimento de energia da empresa, que terá um maior investimento em tecnologia.

Mas as novas soluções de baterias no fornecimento de energia são o começo do fim para os geradores a diesel? “O motor diesel está se tornando o elefante na sala, o diesel sujo”, diz Webster.

“A maneira como o consertamos e alcançamos baixas emissões é usando baterias. O cenário ideal neste momento é emparelhar os dois ”.

“O problema é que é difícil ter rede zero no site. Alguns locais são remotos e a única maneira de ser cobrado é usando energia diesel. No momento, temos os grupos geradores a diesel mais limpos e eficientes disponíveis. Juntamente com um sistema de armazenamento de energia como o Zenergize, acreditamos que é a melhor solução ”, afirma.

Alcançando zero líquido

En asociación con CMB.TECH, Aggreko ha desarrollado un grupo electrógeno de combustión de hidrógeno de 50 kVA

O envolvimento da Aggreko no desenvolvimento de grupos geradores de hidrogênio mostra que a preocupação não é apenas com os fabricantes. A locadora está investindo no desenvolvimento de tecnologia relacionada como parte de sua iniciativa Greener Upgrades, parte de seu programa Net Zero, um projeto que envolve investimentos de cerca de US$ 41 milhões e tem como objetivo melhorar a capacidade da empresa de fornecer emissões. serviços gratuitos. Em parceria com a CMB.TECH, a empresa desenvolveu um grupo gerador a combustão de hidrogênio de 50 kVA. Após testes bem-sucedidos, o plano é produzir 10 unidades que serão enviadas aos clientes e utilizadas para validar o hidrogênio como “portador de energia”.

Os grupos geradores são, por padrão, compatíveis com o Estágio 5 e produzem praticamente zero NOx. De acordo com a Aggreko, os grupos geradores estarão disponíveis para instalação em sites europeus até o final de 2021. Além disso, a Aggreko fez parceria com a empresa holandesa Nedstack para desenvolver um demonstrador de célula de combustível que integrará a tecnologia de hidrogênio com emissão zero na solução de bateria de armazenamento de canopy da Aggreko para fazer um híbrido de 45 kVA. Isso reúne uma célula de combustível de membrana de troca de prótons com um sistema de armazenamento de íon de lítio.