Perfil de Energia - HBG

Energia Regional usando CHP

Cliente: HBG – Heizwerkbetriebsgesellschaft Reutlingen mbH

Local: Reutlingen, Alemanha

Solução: Um Cat® G3516H de 2MWe um sistema de cogeração acionado a gás natural

Revendedor Cat: Zeppelin Power Systems

Necessidade de Energia

A HBG - Heizwerkbetriebsgesellschaft Reutlingen mbH oferece aquecimento regional para mais de 4.200 residências, escolas e piscinas na cidade de Reutlingen, na Alemanha. A HBG é uma subsidiária da GWG - Wohnungsgesellschaft Reutlingen mbH. A cidade de Reutlingen possui 3/4 das ações da GWG. As demais ações são da GWG - Wohnungsgenossenschaft Reutlingen Gemeinnützige eG, uma cooperativa registrada de onde a maioria dos ocupantes pertence.

A GWG foi fundada em 1951 para atender à crescente e acelerada demanda de moradia. Entre 1960 e 1970 ela construiu uma seção completamente nova na cidade. A GWG agora possui cerca de 7.300 unidades residenciais em Reutlingen. Quando o desenvolvimento estava em andamento, a cidade decidiu fornecer aquecimento para a nova seção da cidade a partir de uma usina de aquecimento regional. Isso acabou sendo uma ótima decisão.

“A HBG possui 22 funcionários e serve como apoio para cerca de 240 sistemas de geração de energia em Reutlingen, variando desde uma pequena usina de aquecimento regional, no porão de um prédio de apartamento, até um grande sistema que atende a várias centenas de residências,” diz Uwe Klingler, diretor de operações da HBG.

Em 2002, a Cidade de Reutlingen decidiu fazer uma contribuição para a proteção climática. A Reutlingen uniu a Climate Alliance com o objetivo de reduzir as emissões de CO2 da cidade.

“Então, a HBG decidiu modernizar sua usina de cogeração localizada na seção Orschel-Hagen de Reutlingen. O objetivo era reduzir as emissões de gás do efeito estufa sem aumentar os custos para os clientes de aquecimento regional,” explica Klingler.

Para atingir esse objetivo, a HBG decidiu aumentar os quatro aquecedores convencionais acionados a óleo e gás, que a empresa estava usando para produzir calor, com um sistema de cogeração de 2 MW acionado a gás natural.

Solução

Como resultado de uma alteração na lei de cogeração da Alemanha (Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz, KWK) em 2002, tornou-se possível operar unidades de 2 MW dentro da Alemanha de maneira rentável. Agora, a energia elétrica gerada por unidades deste tamanho pode ser vendida aos operadores locais da rede elétrica a uma taxa que inclui uma sobretaxa legalmente garantida.

Em 2003, a Zeppelin Power Systems, revendedor exclusivo da Caterpillar na Alemanha, fechou um contrato para um sistema de cogeração de 2 MW na seção Orschel-Hagel de Reutlingen, após uma licitação pública. A empresa oferece equipamento de cogeração na faixa de potência de 1.000 a 2.000 kW, bem como um espectro completo de serviços de fonte única de configuração para manutenção do sistema.

O contrato previa que a Zeppelin Power Systems iria instalar um sistema completo e também fazer a manutenção do sistema, após o início. O centro do sistema de cogeração é um motor a gás natural da série G3520C da Caterpillar.

O sistema de cogeração foi lançado em 2004, e desde então tem sido usado para gerar a energia necessária para atender à carga básica. A demanda de energia remanescente continua a ser atendida pelos quatro aquecedores convencionais.

O motor a gás natural G3520C atende às necessidades de aquecimento de cerca de 2.100 residências. Além disso, o motor gera 16,5 milhões de quilowatts-hora de eletricidade por ano. A maior parte dessa energia é fornecida para a rede local e vendida. “Ao instalar o sistema de cogeração, nós conseguimos atingir uma redução de CO2 na ordem de 4.500 toneladas por ano,” afirma Uwe Klingler, diretor de operações da HBG. Dois anos depois, as emissões de CO2 da usina de energia diminuíram mais 700 toneladas. Isso pôde ser alcançado por meio da instalação de uma bomba de calefação, que torna possível a extração de energia dos gases de escape do motor e das perdas de radiação. Após a primeira recuperação de calor do gás de escape, a bomba de calefação reduz ainda mais a temperatura do gás de escape, de 65°C para 35°C, e potencializa a eficiência geral para mais de 100%.*

Em 2011, a Caterpillar estava buscando por um parceiro para acompanhamento em campo do novo grupo gerador G3516H, que gera 2 MW com uma pegada menor. A equipe de atendimento ao cliente para a HBG na Zeppelin Power Systems pensou imediatamente em nosso sistema em Reutlingen, já que nosso motor a gás natural G3520C estava pronto para um recondicionamento geral, após 60.000 horas de operação impecável, e a nova unidade encaixava-se perfeitamente em nossa infraestrutura existente,” explica Klingler.

A HBG, a Caterpillar e a Zeppelin Power Systems concordaram em substituir o motor como parte de um “acompanhamento em campo” ou um contrato de validação de produto. Após alguns meses, a Zeppelin Power Systems substituiu a unidade antiga pelo novo G3516H, que entrou em operação no meio de 2012. Ao mesmo tempo, um capô acústico foi instalado, para melhorar ainda mais o nível de ruído do sistema.

Resultados

Com a instalação do novo motor G3516H, a eficiência geral, em combinação com a bomba de calefação, aumentou ainda mais para 103,7%.* Como resultado da eficiência melhorada alcançada pelos avanços técnicos adicionais na unidade, a eficiência elétrica melhorou de 39,4% para 42,3%. Dependendo das condições do ambiente e combustível, da configuração do gerador e do motor, bem como dos fatores de carga e potência, a Caterpillar suporta eficiências elétricas no G3516H acima de 44%. “Nós ficamos surpresos com a tranquilidade que caracterizou o início. Desde que ficou on-line, o sistema funciona com tranquilidade ininterruptamente. Podemos ver que tomamos a melhor decisão, e estamos completamente satisfeitos com os excelentes resultados,” conclui Klingler. No geral, o consumo de gás natural foi diminuído em cerca de 10% com o novo motor. Além disso, a operação foi protegida por um contrato de manutenção com serviço completo, e uma garantia de 97% de confiabilidade, a fim de eliminar todos os riscos para o operador durante o programa de acompanhamento em campo. “Também obtivemos um pacote completo para nos livrarmos de preocupações, e a garantia de 97% de confiabilidade na operação já foi comprovada faz tempo,” afirma Klingler, animado.

Considerando que o desenvolvimento irá crescer em cerca de 200 a 300 unidades nos próximos anos, uma expansão ainda maior está sendo planejada para a usina de energia. “A tecnologia CHP provou ser eficaz nas operações diárias, então queremos instalar uma segunda unidade CHP com uma saída de 2,5 megwatts,” afirma Klingler, avaliando o futuro.

Hoje em dia, como antigamente, o serviço e a manutenção são críticos, assim como ter um motor de alta qualidade. “Com nosso contrato de manutenção, nós sabemos exatamente quais serão nossos custos de operação e podemos minimizar os riscos no caso de uma interrupção de energia,” explica Klingler.

*A eficiência acima de 100% é baseada somente no menor valor de aquecimento da entrada de combustível gás natural, que exclui o calor latente de vaporização recuperado no sistema CHP.

Para obter mais informações, acesse www.catgaspower.com/pt.