Caterpillar actualiza sus soluciones de energía a gas

A medida que se acelera la transición energética, las soluciones energéticas basadas en gas ofrecen a las empresas una manera de reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero en una amplia gama de aplicaciones. Esto se debe principalmente a su alta eficiencia energética, junto con la posibilidad de utilizar diversos combustibles bajos en carbono.

Caterpillar ha introducido recientemente una serie de nuevas incorporaciones a su gama de grupos electrógenos de gas. Esto incluye una cartera ampliada de equipos compatibles con mezclas de gas e hidrógeno y una opción de 50 Hz para los grupos electrógenos de gas natural de respuesta rápida. Todos ellos incorporan nuevos controles que facilitan el uso de combustibles renovables.

Sven Buehler, Caterpillar

Estas nuevas soluciones utilizan combustibles gaseosos para ayudar a los clientes a reducir sus emisiones de carbono. Esto incluye soluciones energéticas con emisiones ultrabajas de NOx, como grupos electrógenos capaces de operar con combustible con diferentes niveles de metano/gas natural, junto con una eficiente función de cogeneración (CHP).

“En toda Europa, observamos un impulso constante a las energías renovables, pero el rendimiento es un factor crucial para nuestros clientes”, afirmó Sven Buehler, consultor sénior de productos para la venta de productos de gas en Caterpillar. “Estamos comprobando que un enfoque que integra múltiples tecnologías energéticas, incluyendo enfoques tradicionales, energías renovables y soluciones de gas, cumple todos los requisitos de disponibilidad, fiabilidad y sostenibilidad”.

Nuevas capacidades del hidrógeno

Caterpillar ha ampliado su cartera de soluciones de energía compatibles con mezclas de gas natural e hidrógeno con la introducción de las versiones de 12 y 16 cilindros del Cat CG260. También existen kits de repuesto que pueden instalarse en máquinas existentes para complementar esta combinación de combustible.

Con estas últimas incorporaciones, Caterpillar ofrece ahora grupos electrógenos de gas con potencias que van desde los 400 kW hasta los 4,5 MW, cada uno con la capacidad de mezclar gas natural con hasta un 25 % de hidrógeno (por volumen). Los grupos electrógenos incorporan numerosas modificaciones de hardware y controles de máquina para adaptarse a las propiedades únicas del hidrógeno, como baja energía de ignición, baja densidad energética y menor distancia de extinción. También se han solucionado las incompatibilidades de materiales.

Además de las unidades compatibles con mezclas de combustible, Caterpillar también ha presentado los grupos electrógenos de gas Cat G3516, capaces de funcionar con hidrógeno al 100 %. Presentados por primera vez en 2022, están disponibles con una potencia máxima de 1,5 MW para aplicaciones continuas de 50 Hz o 60 Hz.

“A medida que avanza la transición energética, nuestros clientes con iniciativas relacionadas con el clima están ansiosos por probar grupos electrógenos de hidrógeno para comprender dónde son más adecuados”, observó Steve Parente, especialista en infraestructura de hidrógeno e ingeniería de integración de Caterpillar.

Energías renovables en el campo

Estas nuevas máquinas aprovechan los 35 años de experiencia de Caterpillar en el trabajo con hidrógeno, incluyendo aplicaciones en transporte, petróleo y gas, motores industriales, turbinas y pilas de combustible. Por ejemplo, Caterpillar lidera un proyecto de combustible con baja intensidad de carbono para demostrar un sistema de cogeneración de 2,0 MW en District Energy St. Paul, Minnesota, que utiliza hidrógeno y gas natural.

La demostración en la empresa de servicios públicos de la ciudad, patrocinada en parte por la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable del Departamento de Energía de EE. UU., está dirigida por Caterpillar en colaboración con el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL).

El objetivo es desarrollar un sistema de suministro y control de energía alimentado con hidrógeno para evaluar su perfil de emisiones de gases de efecto invernadero, así como su fiabilidad, durabilidad y las barreras para su adopción. Para evaluar completamente todos los aspectos de la solución de hidrógeno en condiciones reales de funcionamiento, la energía y el calor del proyecto de demostración se están incorporando al sistema de distribución existente de la empresa de servicios públicos.

Este sistema suministra calor y vapor a edificios de la ciudad mediante un circuito de vapor y puede alcanzar una eficiencia energética total de hasta el 90 %. Permite a los clientes ahorrar en el gasto energético, a la vez que proporciona autonomía de suministro y reduce las emisiones.

La demostración también proporciona información sobre los cambios que serán necesarios para las soluciones de energía impulsadas por hidrógeno en las operaciones diarias.

“Los costos de producción, transporte, almacenamiento y muchos otros factores impiden actualmente que el hidrógeno alcance la paridad con los combustibles tradicionales”, señaló Parente. “Por ejemplo, nuestros clientes están descubriendo que la capacidad de producción in situ que aprovecha la energía solar o eólica será esencial a corto plazo para suministrar de forma económica el hidrógeno verde que ofrece la mayor reducción de gases de efecto invernadero durante su ciclo de vida”.

Los grupos electrógenos respaldan las energías renovables

A medida que las energías renovables desempeñan un papel cada vez más importante en el suministro de energía a la red, las empresas están instalando sus propias capacidades de generación de energía a largo plazo para afrontar las fluctuaciones de disponibilidad y precios. Para estos clientes, Caterpillar ha presentado una línea de grupos electrógenos de gas natural de reserva que ofrecen aceptación de carga y respuesta transitoria para operaciones críticas y de gestión de carga.

Grupo electrógeno de gas Cat G3520 de respuesta rápida (Foto: Caterpillar)

“Los grupos electrógenos de gas natural de respuesta rápida se están convirtiendo en una excelente alternativa a los grupos electrógenos diésel para el suministro de energía de transición”, explicó Buehler. “En países con suministro eléctrico inestable, estos grupos electrógenos pueden proporcionar energía continua durante períodos más largos que los diésel”.

En agosto, Caterpillar presentó el grupo electrógeno a gas natural Cat G3520 Fast Response para aplicaciones de 50 Hz. La unidad ha sido diseñada para su uso en una variedad de aplicaciones de alta potencia, incluidos hospitales, centros de datos, complejos minoristas, escuelas, edificios gubernamentales y universidades.

El nuevo grupo electrógeno se suma a los nodos de energía de reserva de respuesta rápida de 60 Hz de Caterpillar, que ofrecen potencias que van desde 750 kW hasta 2,5 MW, según lo certificado por la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. para aplicaciones de emergencia y no emergencia.

Los controles son la clave

Si bien los grupos electrógenos son los protagonistas en la generación de energía, los equipos de control son igualmente vitales para maximizar el rendimiento de soluciones energéticas complejas que combinan múltiples fuentes de energía e interfaces de red.

Sistema de control electrónico Cat ECS100 (Foto: Caterpillar)

El nuevo sistema de control de energía Cat (ECS) permite a los clientes gestionar sus necesidades energéticas, ya sea desde un solo grupo electrógeno o una solución de microrred completa, optimizando la resiliencia, las emisiones y los costos.

Con la capacidad de satisfacer los requisitos regulatorios y de red actuales y futuros, la cartera de Cat ECS utiliza una arquitectura simple y escalable que permite a los clientes añadir funcionalidades adicionales a medida que cambian sus necesidades energéticas. Además, las funciones plug-and-play integradas facilitan la instalación, la puesta en marcha y la gestión de múltiples activos de generación de energía.

Este artículo fue escrito para Power Progress International por Sven Buhler, consultor sénior de productos de Caterpillar Electric Power. Se publicó originalmente en la edición del cuarto trimestre de 2024 de la revista.