Fabricante de geradores faz parceria para adicionar motores

De uma perspectiva histórica, 10 anos podem parecer uma gota d'água para quem atua no setor de geração de energia. No entanto, muito pode ser realizado em uma década. Basta perguntar à Mesa Solutions, uma prestadora de serviços de energia com sede em Loveland, Colorado, especializada na fabricação, venda, aluguel e leasing de soluções portáteis de energia a gás.

De acordo com o acordo de parceria, a HDI fornece os blocos longos para os motores, enquanto a Mesa faz a “montagem”. (Foto: Mesa Solutions)

Desde sua fundação em 2014, a Mesa já implantou mais de 2.000 grupos geradores para mais de 130 clientes, gerando mais de 450 MW de energia para energia primária comercial e industrial, microrrede, energia de reserva e outras aplicações. E agora, após o anúncio na ConExpo-Con/Agg 2023 de sua parceria com a fabricante global de equipamentos e motores de construção Hyundai Doosan Infracore (HDI), a Mesa está pronta para distribuir sua própria linha de motores a gás.

“Em termos de crescimento e desenvolvimento de negócios, somos uma empresa jovem. Evoluímos da construção de nossos próprios geradores a gás natural para diferentes áreas do setor, seja energia de reserva ou resposta a emergências”, disse Tom Poteet, vice-presidente de Desenvolvimento Corporativo da Mesa Solutions. “Agora, estamos entrando no desenvolvimento e lançamento de linhas de motores por meio de nossa parceria com a Hyundai.”

'O Gorila de 800 libras' em Energia Locada

A Mesa está imersa no setor de petróleo e gás desde sua fundação em 2014, quando o falecido magnata e financista do setor, Thomas Boone Pickens Jr., ajudou a fundar a Mesa Natural Gas Solutions. A empresa foi uma das primeiras startups financiadas pela BP Energy Partners, um fundo de private equity do setor de energia.

Inicialmente, os planos previam que uma empresa coligada produzisse os geradores a gás natural que comercializaria, mas Poteet disse que Mesa rapidamente "superou a capacidade deles" e iniciou sua própria produção em uma instalação de 8.400 metros quadrados em Casper, Wyoming. "Aprimoramos o projeto, recebemos os componentes e iniciamos a montagem e a produção. Agora, temos milhares de unidades alugadas", disse ele.

Em meados de 2023, a empresa passou a ser integralmente controlada pela Arroyo Investors, uma gestora de investimentos independente sediada em Houston, focada em geração de energia e ativos de infraestrutura energética. Atualmente, opera como Mesa Solutions.

O GV22PU é um motor V12 de 22 litros, turboalimentado e intercooler, com potência nominal de até 684 cv a 60 Hz ou 606 cv a 50 Hz. (Foto: Mesa Solutions)

Os grupos geradores estão disponíveis em cinco tamanhos de potência, de 70 a 350 kW. Eles podem utilizar uma variedade de combustíveis gasosos, incluindo gás natural, propano líquido, gás de boca de poço, metano de leito de carvão, gás natural renovável e alguns gases liquefeitos de petróleo. Cada modelo está disponível em diferentes formatos, sendo as unidades montadas em reboque as mais populares para aplicações em campos petrolíferos.

Segundo a Mesa, seus grupos geradores são projetados para oferecer um método flexível de mitigação de flares para operadores de petróleo e gás, opções avançadas de controle catalítico e compatibilidade com energia renovável. Essa flexibilidade ajudou a Mesa a se tornar uma fornecedora líder na América do Norte de soluções de energia portátil 24 horas por dia, 7 dias por semana, utilizando gás natural de cabeça de poço.

Em termos de energia alugada nos campos de petróleo, Poteet disse que Mesa é agora "o gorila de 800 libras na indústria devido à qualidade e confiabilidade das máquinas que produzimos e por causa do nível de serviço e suporte que podemos fornecer".

“No campo petrolífero, há apenas uma especificação: 'O [gerador] está funcionando ou não? Porque, se não estiver, precisamos que você venha movê-lo, pois seu concorrente precisa daquele lugar'. Então, esse ambiente de negócios nos levou a um projeto geral muito, muito eficiente e confiável para o nosso gerador”, afirmou. “E está nos impulsionando no mercado de reserva.”

Do comprador de motores ao parceiro de motores

“Mais ou menos na época em que as jazidas de xisto estavam decolando, por volta de 2011, também foi a época em que empresas de motores como a Doosan (hoje HDI) aperfeiçoavam blocos de motor para gás natural”, observou Poteet. “As petrolíferas perceberam o benefício, pois, se pudessem ter geradores no local que queimassem gás do campo de xisto, eliminariam a necessidade de construir uma tubulação ou transportar combustível para o local.”

A Mesa inicialmente adquiria seus motores de um dos fornecedores da HDI na época e rapidamente se tornou uma de suas maiores clientes de motores a gás natural. A especificação original do motor GV22 de 22 L usado em seu maior gerador era de 700 a 2.500 BTU, o que Poteet colocou em perspectiva ao comparar essa potência com os cerca de 1.000 BTU de uma residência média.

Para atender às demandas dos clientes do setor petrolífero, Mesa fez algumas modificações importantes. "A flutuação do nível do combustível exigiu que os motores fossem um pouco mais potentes e que o software/unidade de controle eletrônico conseguisse modular o motor para variações de até 2.500 BTU. Esse também é o nível para propano, o que significa que os motores também podem queimar propano", ressaltou.

São utilizadas duas entradas diferentes, com alternância automática entre os tipos de combustível (gás natural, gás de poço, propano, GNC ou GNL). "Nós realmente nos diferenciamos por conseguir alternar entre os combustíveis sem reduzir a carga", disse Poteet.

Quando a HDI decidiu mudar de fornecedor, Poteet disse: "Eles vieram até nós e disseram que tinham melhorias no design do motor e queriam que a Mesa assumisse como fornecedora de motores". O resultado foi o acordo de parceria anunciado formalmente na ConExpo 2023.

Pelo acordo, a HDI fornece os blocos longos para os motores, enquanto a Mesa cuida da "montagem". Isso inclui a incorporação do módulo de controle do motor, regulador de combustível, acelerador, além de outros componentes essenciais, desenvolvidos internamente pela Mesa. A obtenção da certificação da Agência de Proteção Ambiental (EPA) também é responsabilidade da Mesa.

“[Atuamos como empacotadores], mas também aprimoramos o sistema de aceleração em relação ao anterior. Aprimoramos os cilindros e cabeçotes em relação ao produto anterior”, destacou Poteet.

“Nasceu o desejo de construir uma ratoeira maior e melhor. Pegamos esses motores, analisamos as aplicações... e os ambientes em que os implementamos”, continuou ele. “Estamos sempre detalhando as pequenas falhas que você encontraria em uma plataforma de motor normal e típica e como podemos contornar isso e melhorar a experiência para o usuário final.”

Um novo mundo se abre

O primeiro motor a obter a certificação da EPA é o GV22PU, um motor V12 de 22 litros, turboalimentado e intercooler, que substitui o GV22 original. O GV22PU tem dimensões de 128 mm x 142 mm (diâmetro interno x curso) e potência nominal de até 684 cv (510 kW) a 60 Hz ou até 606 cv (452 kW) a 50 Hz, dependendo do tipo de combustível. Isso representa um aumento de potência de mais de 20% em relação ao motor anterior.

Com a certificação da EPA, Poteet disse: “Não só podemos usar os motores internamente, como também vendê-los aos clientes. Podemos levar esses motores e nossos clientes geradores se beneficiarão, pois agora não há intermediários. Mas isso também nos abriu um mundo totalmente novo, que é a venda de motores.”

Os recursos que a Mesa incorporou ao GV22PU incluem um novo acelerador, um design de admissão modificado e uma calibração atualizada do sensor de detonação para melhorar o desempenho refinando o processo de combustão.

Todos os novos motores serão certificados com base em gás natural de gasoduto e propano e testados de 700 a 1.800 btu. (Foto: Mesa Solutions)

O novo acelerador e o regulador eletrônico de combustível foram projetados para permitir um fluxo de ar e combustível mais preciso, melhorando a combustão e a resposta do acelerador, enquanto o design modificado da admissão reduz a resistência do ar e melhora a distribuição de cilindro para cilindro, proporcionando mais potência e eficiência geral, afirmou a Mesa. O sensor de detonação atualizado detecta e atenua rapidamente a detonação do motor para otimizar o desempenho.

O próximo passo da empresa será garantir a certificação da EPA para os motores da Série GX, que serão oferecidos em cilindradas de 11,1 L, 14,6 L e 21,9 L, nas configurações I-6, V8 e V12, respectivamente. A série utilizará um cabeçote de quatro válvulas em vez da configuração de duas válvulas, o que, segundo a Mesa, proporciona um cabeçote mais robusto para maior resistência e durabilidade, além de uma maior densidade de potência devido ao aumento da pressão do cilindro.

Todos os novos motores serão certificados com base em gás natural de gasoduto e propano e testados de 700 a 1.800 btu. A produção ocorrerá na unidade de Casper.

Mercado em mudança

Além das variantes a gás natural, a HDI está desenvolvendo um bloco de motor que funciona com hidrogênio para atender ao interesse da indústria no uso desse combustível de emissão zero. Uma versão não funcional de um motor a hidrogênio de seis cilindros em linha e 11,1 L, com 402 cv (300 kW), foi exibida no estande da Mesa na PowerGen International no início deste ano, mas versões funcionais estão em desenvolvimento e sendo testadas.

A Mesa oferece geradores em cinco potências, de 70 a 350 kW, capazes de utilizar uma variedade de combustíveis gasosos. (Foto: Mesa Solutions)

“A Mesa está trabalhando com a HDI no desenvolvimento do motor de hidrogênio em um gerador e prevê que a unidade de teste seja concluída no final de 2025 ou início de 2026”, disse Poteet.

Mesa está observando outras mudanças de mercado além dos tipos de combustível, incluindo maior demanda por arrendamentos de longo prazo para seus geradores e até mesmo uma mudança para a compra em vez do aluguel ou arrendamento.

"À medida que crescemos e adquirimos mais volume e velocidade como empresa, temos investido mais nas vendas de geradores. Nos últimos três a quatro anos, aumentamos nossas vendas e estamos recebendo grandes pedidos de compra", afirmou Poteet.

Data Centers migram para microrredes

Essa mudança fez com que a Mesa vendesse um número crescente de geradores, incluindo sistemas de microrrede, para países ao redor do mundo.

“Atualmente, o tamanho da nossa frota de aluguel varia de 75 kW a 350 kW, mas é possível combiná-los em sequência para uma capacidade maior”, disse Poteet. “Os dois modelos maiores são os mais fáceis de compatibilizar, sendo o modelo de 350 kW o mais utilizado nesta configuração.”

Uma versão não funcional de um motor de hidrogênio Hyundai foi exibida no livro Mesa na PowerGen International. (Foto: Equipe KHL)

Essas soluções do tipo microrrede têm se tornado cada vez mais populares entre clientes como data centers, que exigem uma "tonelada de energia", disse Poteet. Esses clientes costumavam instalar megawatts de energia em alguns geradores, observou ele, mas agora estão recorrendo a vários geradores menores, quando a área ocupada permite.

O uso de múltiplos geradores em paralelo permite que a energia seja dividida em blocos para maior confiabilidade energética. Por exemplo, considere vinte geradores de 350 kW trabalhando em paralelo para produzir aproximadamente 10 MW de potência, em comparação com três geradores a diesel de 3 MW. A falha de um único gerador de 3 MW teria um impacto significativo na energia disponível, destacou Poteet. "Se você perder um dos 20 geradores, o impacto será menor."

Expandindo o alcance

A Mesa Solutions planeja continuar expandindo seu alcance nessas e em outras aplicações e mercados, e aguarda com expectativa a expansão contínua de sua linha de motores e as oportunidades de vendas que isso proporcionará. Mas há uma mudança que a empresa não planeja fazer tão cedo.

“Estamos entrando agora em aplicações comerciais e industriais de reserva e utilidades”, observou Poteet. “Mas ainda estaremos comercializando para os campos de petróleo por muito tempo.”

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