Los motores recíprocos continúan su desarrollo (II)

Motores de gas

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Continuando con el artículo de los motores recíprocos y su uso en cogeneración, abordamos la descripción de las últimas tecnologías en motores recíprocos que usan gas como combustible. .

El petróleo y el gas son las dos principales fuentes de energía fósiles, pero el gas es menos perjudicial en cuanto a emisiones de CO2. .

Los motores recíprocos de gas que queman una mezcla pobre de combustible y aire, disponibles con salidas de potencias similares a las de los motores diesel, son los equipos ideales para hacer el mejor uso del gas natural. Tales motores se están viendo cada vez con más frecuencia en Europa como equipos idóneos para la generación de energía distribuida, que requiere energía limpia y fiable durante largos periodos, y a veces periodos intermitentes de operación, al coste más bajo posible. Otras aplicaciones incluyen la disponibilidad de potencia en standby para cargas críticas y los sistemas de cogeneración. .

Lo que realmente ha conducido al desarrollo de los motores de gas ha sido la demanda de emisiones cada vez más reducidas, junto con una necesidad de mejorar la eficiencia del combustible y la fiabilidad, a la vez que se reducen los costes de mantenimiento. Para una cantidad equivalente de calor, quemando gas natural se produce aproximadamente un 30 % menos de CO2 que quemando combustibles fósiles líquidos, por lo que las emisiones de los motores de gas son más bajas que las de los motores diesel. La mezcla pobre de combustibles gaseosos que requieren estos motores significa que un motor típico de 5 MW tendrá unas emisiones de NOx aproximadas de 1 g/kWh (o menos), lo cual supone aproximadamente la mitad de las emisiones de los motores diesel aun usando sistemas de reducción catalítica selectiva. Añadiendo un convertidor catalítico a estos motores, los motores de gas pueden operar incluso en ciudades. Sin embargo, ya que las emisiones de formaldeidos son ahora una preocupación; algunos países como Dinamarca han legislado para que las plantas CHP con motores de gas se implanten fuera de los límites de las ciudades. .

Las turbinas de gas han sido la elección obvia en aplicaciones de cogeneración, pero los motores recíprocos de gas proporcionan mejor flexibilidad en los arranques frecuentes, paradas y cambios de cargas. En estos modos, las eficiencia eléctrica de los motores de gas es claramente mayor, y las emisiones son claramente más bajas en relación con la energía producida. Los costes de combustible pueden ser hasta un 30 % más bajos que en las turbinas, aunque la economía obtenida depende de las aplicaciones, recuperación de calor, y precio del combustible. .

Aunque los motores de gas pueden estar ahora alcanzando los límites en mejora de eficiencia térmica – con límite probable del 50 % - aún se están llevando trabajos en esta área. Los fabricantes están desarrollando máquinas avanzadas con el propósito de alcanzar tal eficiencia térmica con una reducción del 95 % en las emisiones de NOx – todos con importantes ahorros en mantenimiento. Esto puede ser alcanzado únicamente usando sistemas de manejo de combustible avanzado, sistemas de ignición y sistemas de combustión más desarrollados, y materiales avanzados para altas temperaturas.

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Este post es un resumen del artículo “Reciprocating engines continue to evolve”, publicado en la edición impresa de la revista “Cogeneration & On-Site Power”, en su número de enero-febrero de 2008.