Los fabricantes de grupos electrógenos se asocian para agregar motores

Desde una perspectiva histórica, 10 años pueden parecer insignificantes para quienes trabajan en la industria de la generación de energía. Sin embargo, se puede lograr mucho en una década. Basta con preguntarle a Mesa Solutions, un proveedor de servicios energéticos con sede en Loveland, Colorado, especializado en la fabricación, venta, alquiler y arrendamiento de soluciones energéticas portátiles alimentadas con gas.

Según el acuerdo de colaboración, HDI suministra los bloques largos para los motores, mientras que Mesa se encarga del acabado. (Foto: Mesa Solutions)

Desde su fundación en 2014, Mesa ha desplegado más de 2000 grupos electrógenos en más de 130 clientes, generando más de 450 MW de energía para aplicaciones comerciales e industriales de energía primaria, microrredes, energía de reserva y otras. Y ahora, tras anunciar en ConExpo-Con/Agg 2023 su colaboración con el fabricante global de equipos de construcción y motores Hyundai Doosan Infracore (HDI), Mesa se dispone a distribuir su propia línea de motores de gas.

En cuanto al crecimiento del desarrollo empresarial, somos una empresa joven. Hemos evolucionado desde la fabricación de nuestros propios generadores de gas natural hasta la atención de diferentes facetas de la industria, ya sea energía de reserva o respuesta a emergencias —dijo Tom Poteet, vicepresidente de Desarrollo Corporativo de Mesa Solutions—. Ahora, nos estamos adentrando en el desarrollo y lanzamiento de nuevas líneas de motores gracias a nuestra colaboración con Hyundai.

El gorila de 800 libras en Leased Power

Mesa ha estado inmersa en la industria del petróleo y el gas desde sus inicios en 2014, cuando el magnate y financiero del sector, Thomas Boone Pickens Jr., ya fallecido, ayudó a fundar Mesa Natural Gas Solutions. La empresa fue una de las primeras startups financiadas por BP Energy Partners, un fondo de capital privado del sector energético.

Inicialmente, los planes preveían que una empresa relacionada fabricara los grupos electrógenos de gas natural que comercializaría, pero Poteet afirmó que Mesa rápidamente los superó y comenzó su propia producción en una planta de 90,000 pies cuadrados en Casper, Wyoming. "Mejoramos el diseño, contratamos los componentes y comenzamos el ensamblaje y la producción. Ahora tenemos miles de unidades en alquiler", afirmó.

A mediados de 2023, la empresa pasó a ser propiedad exclusiva de Arroyo Investors, gestora de inversiones independiente con sede en Houston especializada en generación de energía e infraestructura energética. Actualmente opera como Mesa Solutions.

El GV22PU es un motor V12 de 22 L, turboalimentado e intercooler, que genera hasta 684 hp a 60 Hz o 606 hp a 50 Hz. (Foto: Mesa Solutions)

Los grupos electrógenos están disponibles en cinco tamaños de potencia, desde 70 hasta 350 kW. Pueden utilizar una gama de combustibles gaseosos, como gas natural, propano líquido, gas de boca de pozo, metano de carbón, gas natural renovable y algunos gases licuados del petróleo. Cada modelo está disponible en diferentes formatos, siendo las unidades montadas en remolque las más populares para aplicaciones en yacimientos petrolíferos.

Según Mesa, sus grupos electrógenos están diseñados para ofrecer a los operadores de petróleo y gas un método flexible de mitigación de quemas, opciones avanzadas de control catalítico y compatibilidad con energías renovables. Esta flexibilidad ha permitido a Mesa convertirse en un proveedor líder en Norteamérica de soluciones de energía portátil 24/7 que utilizan gas natural en boca de pozo.

En términos de energía alquilada en los campos petrolíferos, Poteet dijo que Mesa es ahora "el gigante de 800 libras en la industria debido a la calidad y confiabilidad de las máquinas que producimos y debido al nivel de servicio y soporte que podemos brindar".

En el campo petrolífero, solo hay una especificación: '¿Funciona el generador o no? Si no, necesitamos que lo muevan porque la competencia necesita ese espacio'. Este entorno empresarial nos ha impulsado a un diseño general de nuestro generador muy eficiente y confiable —afirmó—. Y nos impulsa en el mercado de reserva.

De comprador de motores a socio de motores

“En la época en que los yacimientos de esquisto estaban despegando, alrededor de 2011, también coincidió con el desarrollo de bloques de motor como Doosan (ahora HDI) para gas natural”, señaló Poteet. “Las compañías petroleras vieron el beneficio, ya que al tener generadores in situ que quemaran el gas del yacimiento de esquisto, se eliminaba la necesidad de construir una línea o transportar combustible al yacimiento”.

Mesa adquirió inicialmente sus motores de uno de los entonces proveedores de HDI y rápidamente se convirtió en uno de sus principales clientes de motores de gas natural. La especificación original del motor GV22 de 22 L, utilizado en su grupo electrógeno más grande, era de 700 a 2500 BTU, lo que Poteet puso en perspectiva al compararlo con los aproximadamente 1000 BTU de un hogar promedio.

Para satisfacer las demandas de los clientes de los yacimientos petrolíferos, Mesa realizó algunas modificaciones importantes. "La fluctuación en el nivel de combustible requirió que los motores fueran un poco más potentes y que la unidad de control electrónico/de software pudiera modular el motor a cambios de hasta 2500 BTU. Ese es también el nivel de propano, lo que significa que los motores también pueden quemar propano", señaló.

Se utilizan dos tomas de aire diferentes, con cambio automático entre los tipos de combustible (gas natural, gas de boca de pozo, propano, GNC o GNL). «Nos distinguimos por poder cambiar de combustible sin reducir la carga», afirmó Poteet.

Cuando HDI decidió cambiar de proveedor, Poteet comentó: «Nos contactaron y nos dijeron que tenían mejoras en el diseño de sus motores y querían que Mesa se hiciera cargo de su suministro». El resultado fue el acuerdo de colaboración, anunciado formalmente en ConExpo 2023.

Según el acuerdo, HDI suministra los bloques largos para los motores, mientras que Mesa se encarga del acabado final. Esto incluye la incorporación del módulo de control del motor, el regulador de combustible y el acelerador, desarrollados por Mesa, así como otros componentes clave. La certificación de la Agencia de Protección Ambiental (EPA) también recae sobre Mesa.

“[Actuamos como empaquetador], pero también hemos mejorado el sistema de aceleración con respecto a lo que era antes. Mejoramos los cilindros y las culatas con respecto al producto anterior”, señaló Poteet.

“Nació el deseo de construir una ratonera más grande y mejor. Tomamos estos motores, analizamos las aplicaciones y los entornos en los que los implementamos”, continuó. “Siempre detallamos los pequeños fallos que se encontrarían en una plataforma de motor normal y típica, y cómo podemos solucionarlos y mejorar la experiencia del usuario final”.

Un nuevo mundo se abre

El primero de los motores en obtener la certificación EPA es el GV22PU, un motor V12 de 22 L, turboalimentado e intercooler que reemplaza al GV22 original. El GV22PU tiene unas dimensiones de diámetro x carrera de 128 mm x 142 mm y alcanza una potencia de hasta 684 hp (510 kW) a 60 Hz o hasta 606 hp (452 kW) a 50 Hz, según el tipo de combustible. Esto representa un aumento de potencia de más del 20 % con respecto al motor anterior.

Con la certificación de la EPA, Poteet afirmó: «No solo podemos usar los motores internamente, sino que también podemos venderlos a nuestros clientes. Podemos recibir esos motores y nuestros clientes de generadores se beneficiarán porque ya no hay intermediarios. Pero también nos ha abierto un mundo completamente nuevo para la venta de motores».

Las características que Mesa incorporó al GV22PU incluyen un nuevo acelerador, un diseño de admisión modificado y una calibración del sensor de detonación actualizada para mejorar el rendimiento al refinar el proceso de combustión.

Todos los nuevos motores estarán certificados para gas natural por gasoducto y propano, y se probarán con potencias de 700 a 1800 BTU. (Foto: Mesa Solutions)

El nuevo acelerador y el regulador electrónico de combustible están diseñados para permitir un flujo de aire y combustible más preciso, lo que mejora la combustión y la respuesta del acelerador. El diseño modificado de la admisión reduce la resistencia del aire y mejora la distribución entre cilindros para lograr mayor potencia y eficiencia general, afirmó Mesa. El sensor de detonación actualizado detecta y mitiga rápidamente el detonación del motor para optimizar el rendimiento.

El siguiente paso para la compañía será obtener la certificación de la EPA para los motores de la Serie GX, que se ofrecerán en cilindradas de 11.1 L, 14.6 L y 21.9 L en configuraciones I-6, V8 y V12, respectivamente. La serie utilizará una culata de cuatro válvulas en lugar de la configuración de dos válvulas, lo que, según Mesa, proporciona una culata más robusta para mayor resistencia y durabilidad, además de una mayor densidad de potencia gracias a una mayor presión en el cilindro.

Todos los nuevos motores estarán certificados para gas natural y propano de gasoducto, y se probarán con potencias de 700 a 1800 BTU. La producción se realizará en las instalaciones de Casper.

Mercado cambiante

Además de las variantes de gas natural, HDI está desarrollando un bloque de motor que funciona con hidrógeno para satisfacer el interés de la industria en el uso de este combustible de cero emisiones. A principios de este año, se presentó en el stand de Mesa de PowerGen International una versión sin funcionamiento de un motor de hidrógeno de seis cilindros en línea de 402 hp (300 kW) y 11,1 L, pero se están desarrollando y probando versiones funcionales.

Mesa ofrece grupos electrógenos con cinco potencias, de 70 a 350 kW, capaces de utilizar una amplia gama de combustibles gaseosos. (Foto: Mesa Solutions)

“Mesa está trabajando con HDI en el desarrollo del motor de hidrógeno para un grupo electrógeno y anticipa que la unidad de prueba estará completa a fines de 2025 o principios de 2026”, dijo Poteet.

Mesa está viendo otros cambios en el mercado más allá de los tipos de combustible, incluida una mayor demanda de alquileres a largo plazo para sus grupos electrógenos e incluso un movimiento hacia la compra en lugar de alquiler o arrendamiento.

“A medida que hemos crecido y hemos alcanzado mayor volumen y velocidad como empresa, hemos apostado más por la venta de generadores. En los últimos tres o cuatro años, hemos incrementado nuestras ventas y estamos recibiendo grandes pedidos”, afirmó Poteet.

Los centros de datos se trasladan a las microrredes

Este cambio ha dado como resultado que Mesa venda un número cada vez mayor de generadores, incluidos sistemas de microrredes, a países de todo el mundo.

“Actualmente, nuestra flota de alquiler tiene entre 75 kW y 350 kW, pero luego se pueden conectar en paralelo para obtener una mayor capacidad”, dijo Poteet. “Los dos modelos más grandes son los más fáciles de conectar en paralelo, siendo el de 350 kW el más utilizado en esta configuración”.

Una versión defectuosa de un motor de hidrógeno Hyundai se presentó en el libro Mesa en PowerGen International. (Foto: Personal de KHL)

Estas soluciones de microrredes se han vuelto cada vez más populares entre clientes como los centros de datos, que requieren una gran cantidad de energía, afirmó Poteet. Estos clientes solían instalar megavatios de energía en unos pocos generadores, señaló, pero ahora están optando por varios generadores más pequeños, cuando el espacio disponible lo permite.

El uso de múltiples generadores en paralelo permite dividir la energía en bloques para una mayor fiabilidad energética. Por ejemplo, considere veinte generadores de 350 kW funcionando en paralelo para producir aproximadamente 10 MW de potencia, en comparación con tres generadores diésel de 3 MW. Si fallara un solo generador de 3 MW, la energía disponible se vería gravemente afectada, señaló Poteet. «Si se pierde uno de los 20 generadores, el impacto es menor».

Ampliando el alcance

Mesa Solutions planea seguir expandiendo su alcance en estas y otras aplicaciones y mercados, y espera con interés la continua expansión de su gama de motores y las oportunidades de venta que esto generará. Sin embargo, hay un cambio que no planea implementar a corto plazo.

"Ahora estamos incursionando en aplicaciones comerciales e industriales de reserva y de servicios públicos", señaló Poteet. "Pero seguiremos comercializando en los yacimientos petrolíferos durante mucho tiempo".

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