El equipo de Sapphire Technologies ha desarrollado equipos que producen electricidad sin emisiones de carbono … [+]
En todo el planeta, millones de quilómetros de cañerías de transmisión y distribución proveen gas natural para nutrir urbes, factorías y hogares. Cuando se quema el gas de estos gaseoductos, ya sea para hacer virar una turbina gigante o calentar una taza de té por la tarde, el CO2 se libera a la atmosfera, desestabilizando aún más el ya desequilibrado ciclo del carbono de nuestro planeta.
Imagínese mi sorpresa cuando supe que no es preciso abrasar gas natural para producir electricidad. Dos empresas estadounidenses (Sapphire Technologies, una filial de Calnetix en la costa oeste, y Anax Power, una compañía privada de la costa este) han actualizado un dispositivo industrial llamado turboexpansor para convertir los gaseoductos naturales en plantas de energía en miniatura sin emisiones de carbono.
Piensa en la fuerza con la que brota una pelota de playa una vez que la empujas bajo el agua. Exactamente la misma liberación de energía ocurre en los ductos de gas natural; Toda vez que se reduce la presión del gas, el diferencial de presión se puede emplear para generar electricidad sin abrasar comburente.
Quemar menos gas natural es el mejor enfoque para reducir el CO atmosférico2 niveles. No obstante, puesto que la civilización prosigue usando gas natural, un solo turboexpansor puede producir múltiples gigavatios de electricidad, suficiente para nutrir el equivalente a más de un par de millones de hogares.
Como se pueden instalar turboexpansores en centenares de miles de estaciones de reducción de presión durante los gaseoductos naturales, un ejecutivo de la industria con el que charlamos pensaba que esta tecnología podría producir un quinto de la demanda eléctrica de U.S.A..
Generar electricidad sin emisiones de carbono desde gas natural usando “presión residual”
Los turboexpansores se idearon hace unos años para recobrar energía en las plantas petroquímicas. Toda vez que se reduce la presión de un gas, como cuando el gas natural pasa de líneas de transmisión de alta presión a sistemas de distribución de menor presión, o cuando se descarga GNL en un puerto, se libera energía. Los turboexpansores pueden aprovechar los cambios de presión para hacer virar un generador eléctrico en vez de dejar que esa energía se desperdicie.
Los turboexpansores se usan extensamente en plantas petroquímicas, donde las condiciones operativas están enormemente controladas y los equipos pueden inspeccionarse y sostenerse de manera regular.
Los oleoductos, por otra parte, operan con mucha menos estabilidad: en ocasiones el gas pasa a alta presión, en ocasiones a una presión más baja y, en ocasiones, no pasa nada. Las uniones donde se reduce la presión acostumbran a ser recónditas, por lo que el mantenimiento del equipo no es tan simple. Estas dificultades llevaron a la falla del conduzco del generador turboexpansor de una esencial compañía de oleoductos en dos mil cuatro.
Los equipos azules que se muestran acá son los turboexpansores Sapphire, capaces de producir emisiones de carbono cero. … [+]
Sapphire Technologies y Anax Power han actualizado los turboexpansores heredados sustituyendo los cojinetes mecánicos por imantados, sellando la carcasa del dispositivo y desarrollando unidades de velocidad variable mejoradas para ajustarse a los cambios en la presión del gas de la cañería. Estos cambios dejan que los turboexpansores funcionen con un mantenimiento menos usual, les dejan manejar condiciones operativas variables y progresar la seguridad.
Se pueden instalar múltiples turboexpansores juntos, cada uno de ellos de ellos capaz de producir cantidades substanciales de electricidad. No obstante, persiste una limitación: la electricidad generada debe entregarse a una carga. Esto presenta un reto, en especial en localizaciones recónditas donde la construcción de infraestructura eléctrica puede resultar prohibitivamente costosa.
Resolviendo el inconveniente de distribución eléctrica.
A propósito de las compañías que producen electricidad sin abrasar gas natural, tanto Sapphire como Anax han solucionado el inconveniente logístico de repartir electricidad no distribuyéndola.
A los desarrolladores no les importa edificar centros de datos que consuman mucha energía en áreas recónditas donde es posible la generación con turboexpansores, de forma que la electricidad generada desde la presión residual se pueda poner a trabajar inmediatamente. El calor residual de los centros de datos se puede emplear para calentar las cañerías en las uniones de reducción de presión, lo que de manera convencional se hace quemando una parte del gas.
Anax ya edificó e instaló un turboexpansor en la zona rural de Pensilvania y busca pactos para edificar más. Mientras, Sapphire se ha asociado con Tallgrass (una compañía de oleoductos) y Evolve (un desarrollador de centros de datos) para establecer una red de setenta y dos centros de datos impulsados por turboexpansores en EE. UU.
Dos turboexpansores, instalados en un sitio de reducción de presión de gas natural en Italia. Estas unidades … [+]
Si las uniones de bajada de presión están situadas cerca de las conexiones eléctricas, se puede dar energía a la red. Sapphire instaló su primera unidad en un lugar en Italia donde una unión de liberación de presión estaba suficientemente cerca de una conexión eléctrica para otorgar energía a una urbe. Su proyecto conduzco más reciente, en una terminal de gas natural licuefactado en el país nipón, marcha de forma afín.
El negocio de los turboexpansores
Si bien tanto Sapphire como Anax están resolviendo exactamente el mismo inconveniente con un producto afín, Sapphire mira más allí en el camino de la comercialización.
Sapphire se escindió de Calnetix Technologies, una compañía que diseña y genera pequeñas series de productos enormemente especializados o renovadores, en especial turbomaquinaria y equipos rotativos de gran velocidad. El año pasado, la NASA instaló un depurador de dióxido de carbono Calnetix en la Estación Espacial Internacional.
El generador turboexpansor italiano mentado previamente fue construido como conduzco representando a un enorme usuario de petróleo y gas; Tras el éxito del conduzco, la dirección de Calnetix vio el potencial de edificar un negocio más grande en torno a ese dispositivo. Calnetix creó a Sapphire como una compañía separada y mandó a dos ejecutivos, incluyendo el director Freddie Sarhan, para edificar un negocio en torno a la innovación.
En dos mil veintiuno, Sapphire colectó diez millones de dólares estadounidenses en una ronda de financiación Serie A, incluidas inversiones de Chevron, Equinor y Cooper & Company. Este capital inicial dejó a Sapphire desarrollar su tecnología insignia y llenar la instalación conduzco en la terminal nipona.
Aprovechando este impulso, Sapphire consiguió diez millones de dólares estadounidenses auxiliares en financiación Serie B en dos mil veintitres dirigida por Energy Capital Ventures. Esta ronda incluyó la participación de Marathon Petroleum, como de sus inversores precedentes. La financiación se usa para acrecentar la capacidad de producción y ampliar el alcance de mercado de Sapphire, incluida su asociación con Tallgrass y Evolve Energy. Sarhan piensa que la tecnología Sapphire se puede emplear en todos y cada paso de la cadena de transporte de gas natural: la presión en boca de pozo debe reducirse antes que el gas ingrese al sistema de transmisión y reducirse de nuevo antes que el gas ingrese al sistema de distribución.
Anax ha sido financiada por un conjunto de inversores de alto patrimonio neto, y los componentes electrónicos usados en los “patines” turboexpansores modulares de Anax son suministrados en buena medida por Longo Electrical-Mechanical, una compañía familiar del nordeste. Mike Longo, responsable de desarrollo empresarial en Anax, me afirma que una parte del atrayente económico de los proyectos de generación con turboexpansores en EE.UU. es que son seleccionables para percibir créditos fiscales federales a la inversión para asistir a reducir los costos de capital de instalación, y que el la energía generada es seleccionable para percibir Créditos de Energía Renovable, que pueden venderse para reducir los costos operativos.
Las innovaciones tecnológicas de turboexpansores de Sapphire Technologies y Anax Power ofrecen una visión del futuro de la restauración de energía en la industria del gas natural. Al transformar el exceso de presión del gas en electricidad limpia, estas empresas dismuyen la huella de carbono de los gaseoductos y, al tiempo, dan una fuente fiable de energía. Conforme las dos empresas amplíen sus implementaciones, sus tecnologías podrían desempeñar un papel esencial en la transición global cara una energía más limpia.
Los inversores inteligentes toman nota.