Una respuesta de potencia de gas occidental a los cuellos de botella de la cuadrícula de Texas

Al igual que su homónimo, Miss Kitty, un proyecto de microrred de microrredes detrás del metro de Texas, es duro, pragmático y claramente occidental. Enfrentados con un techo duro en la potencia de servicios públicos y las esperas de años en la cola de interconexión, los desarrolladores Conduit Power y Riley Exploration Permian convirtieron a gas Permiano varado en electricidad las 24 horas, los 7 días de la semana, sin pasar por los cuellos de botella de la cuadrícula de Texas y dando al proyecto la fiabilidad que Riley necesitaba para seguir perforando y creciendo.

La paradoja de la cuenca del Pérmico es que la abundancia de energía a menudo choca con la escasez de infraestructura. La producción de gas natural supera la capacidad de tuberías y procesamiento, lo que obliga a los productores a aclarar lo que no pueden mover, mientras que las colas de interconexión, que pueden estirarse durante años, cuello de botella nuevas cargas y limitar el crecimiento. Pero para el productor independiente de petróleo y gas Riley Exploration Permian, ese desafío se convirtió en una oportunidad a través de una colaboración con Conduit Power, una firma de energía comercial e industrial con sede en Houston. Las compañías transformaron el gas de bajo valor y varado en una generación confiable en el sitio, creando una microrred de isla que empodera la expansión de la perforación. El enfoque ejemplifica cómo las limitaciones de infraestructura pueden catalizar soluciones sostenibles líderes en la industria.

El conducto, fundado en 2022 con el respaldo del Fondo de Descarbonización de Gray Rock Investment Partners, se construyó para resolver un problema fundamental: los operadores de petróleo y gas a menudo se encuentran en el gas natural de bajo valor, mientras que los cuellos de botella de la transmisión y la dependencia del diesel limitan su crecimiento. “El fondo en el que estamos vinculados es un fondo de descarbonización, así que [we focus on] Legacy Places donde el diesel se utiliza y se convierte en un perfil de tipo de emisión más bajo de los motores de gas natural y trabaja a través de las formas en que podemos agregar valor operativamente “, explicó Monet Maxwell, director de gestión de activos de Conduit, que la misión de la misión ha tenido más recientemente, la demanda de la región de la región de la región de la región de la región de la región eléctrica. Se prevé que aumente de 3.4 GW en 2022 a 26.4 GW para 2038, principalmente impulsado por la electrificación de petróleo y gas y el desarrollo del centro de datos.

Para Riley, el dilema ha tenido altas apuestas. Si bien sus operaciones en el campo petrolero en Plains, Texas, requirieron casi 23,000 caballos de fuerza de carga, solo la mitad a dos tercios de esa capacidad estaba constantemente disponible. Un contrato de utilidad limitó la expansión, dejando a Riley incapaz de traer nuevos pozos o bombas sin incumplir su límite. “Tienen que planificar su producción en torno al poder que tienen en esa área”, dijo Maxwell. Dadas las colas y obstáculos interconectados congestionados que limitan la expansión de la transmisión y la adquisición de tierras, “poder autogenerarse les dio menos limitaciones sobre cómo se ve para su perfil de crecimiento”, dijo.

En 2023, Riley estableció una empresa conjunta 50-50 con potencia de conducto para formar energía RPC, una entidad diseñada para poseer y operar activos de generación dedicados. La asociación cristalizó en torno a la red de uso privado existente de Riley, un sistema de línea superior de 25 kV originalmente se colgó en pozos individuales, que se convirtió en una columna vertebral para un nuevo modelo de potencia detrás del metro. El primer proyecto de RPC, Miss Kitty, aprovechó un sitio ideal adyacente a la planta de tratamiento y procesamiento de gas de gas de 30-30 de las partes interesadas en el condado de Yoakum. La microrred de 20.8 mwe completamente isleizada, completada en octubre de 2024, se ha convertido en un proyecto emblemático para el poder de RPC.

Miss Kitty: Dentro del salón

Miss Kitty comprende ocho motores reciprocadores MTU 20V4000L64FNER, cada uno entregando 2.6 MW de salida de placa de identificación. La configuración de los motores optimiza la confiabilidad sobre el máximo rendimiento, consumiendo aproximadamente 1,500 a 1,600 mil pies cúbicos (MCF) por día de gas natural para generar una potencia industrial consistente para las operaciones de Riley, dijo Maxwell. La vía de combustible del proyecto también ilustra la integración sofisticada con la infraestructura existente. El gas natural desde los pozos de Riley fluye a la planta de procesamiento de la parte interesada 30-30 cercana, donde sufre tratamiento para cumplir con los estrictos requisitos de composición de MTU. Estos incluyen valores de calentamiento entre 8-11 kWh/m³, estabilidad del número de metano dentro de ± 5 mn/min y desviación del valor de calentamiento de ± 5%. Después del procesamiento, el gas regresa a aproximadamente 100 psi a través de una tubería dedicada equipada con cierres de emergencia, cromatografía de gases, tambores eliminatorios y sistemas de filtración. En el sitio de generación, la presión cae a 3 psi antes de la combustión (Figura 1)

1. La microrred de Miss Kitty de 20 MW en Plains, Texas, utiliza gas natural tratado de los pozos cercanos de Riley Exploration Permian en energía isleña 24/7 para la red de uso privado de la compañía. Cortesía: poder de conducto

El diseño eléctrico evolucionó en dos fases: Gen Sitio 1, con un lugar en línea en abril de 2024, funciona a 600 V con auxiliarios de 600 V, y el sitio Gen 2, comisionado en octubre de 2024, funciona a 13.8 kV con 480 V auxiliares. Ambos se relacionan con la red de uso privado de 24.9 kV de Riley, intensifican la potencia a través de transformadores y permiten una integración perfecta con operaciones de campo. El intercambio de carga en ocho unidades garantiza una respuesta dinámica a las demandas de bomba y compresor, aunque con cierta frecuencia y variabilidad de RPM a medida que los motores se ajustan a las cargas en tiempo real.

Conduit Power gestionó la ingeniería y supervisó Summit Industrial como contratista de ingeniería, adquisición y construcción. Aunque las limitaciones de la cadena de suministro retrasaron la preparación planificada del sitio de 4.5 meses, la construcción comenzó en abril de 2023 y concluyó a fines de 2024. La escasez de equipos provocó una solución de turbina temporal, inicialmente un SMT 60, luego un Tauro 60, que avanza junto con dos motores recipientes comisionados. El intercambio de carga de generación mixta, sin embargo, demostró ser complejo. “Debido a sus diferentes tamaños y diferentes OEM, no pudieron cargar compartir juntos, lo que complica el control de la planta de energía”, explicó Maxwell. Sin embargo, la experiencia informó estrategias de implementación futuras y reforzó el valor de la selección de equipos estandarizados para la simplicidad operativa.

El diseño modular del proyecto también facilitó el mantenimiento en el sitio remoto. Cuando falló un cojinete generador, toda la unidad montada en el patín fue llevada a la fábrica para su reparación. Maxwell señaló que la integración de la fuerza laboral local reforzó el impacto de la comunidad. Los contratistas de Hobbs, Nuevo México, dos operadores con sede en Plains y un gerente de operaciones se unieron al equipo del proyecto. Los permisos siguieron una vía de estándar de la Comisión Swift de Texas sobre la Calidad Ambiental (3–4 semanas para permisos de aire y aplicaciones concurrentes del Título V, mucho más rápido que las colas de interconexión de varios años de ERCOT y SPP.

Una prueba de grano: confiabilidad en el campo

Hoy, el rendimiento operativo de Miss Kitty demuestra la viabilidad de la generación de gas natural detrás del medidor para aplicaciones industriales críticas. La instalación ha alcanzado la disponibilidad del sitio del 99.5% y el 98.5% de confiabilidad de entrega de energía. La diferencia refleja problemas de composición de gas e interrupciones relacionadas con el campo: desafíos inherentes a operar en proximidad a las instalaciones activas de procesamiento de gas, señaló Maxwell. “Ese es honestamente uno de los desafíos más grandes que tenemos en este momento, porque estamos muy cerca de la instalación de gas natural”, explicó. “Si la planta de gas natural tiene un problema, cambiarán al gas de la tubería que se encuentra en el área, y que puede tener una desviación y composición del 10%, que está fuera del umbral de los motores”. Se requieren ajustes manuales de composición de gas, cinco a siete por mes, cuando la calidad del combustible cambia a mitad de transmisión, señaló.

Aún así, el proyecto opera con beneficios ambientales significativos. Sus operaciones de 2024 generaron una reducción del 25% en las emisiones de carbono, que proviene de convertir el gas previamente varado en energía útil. Mientras tanto, el modelo económico refleja la propuesta de doble valor del proyecto de apalancamiento de costos fijos y flexibilidad operativa. “La mayoría de los costos son fijos, por lo que a medida que aparece más carga, hay una reducción en el costo de KWH”, dijo Maxwell. “Esto permite la flexibilidad operativa a medida que se puede poner más crecimiento de carga en línea”. Además, el proyecto ha mostrado resiliencia durante los eventos climáticos severos, lo que ha validado el concepto de operación de la isla.

RPC ahora está buscando reforzar aún más estos beneficios con la integración del sistema de batería diseñada para permitir una mayor utilización de la capacidad mientras mantiene los estándares de confiabilidad. La ingeniería está en marcha para agregar el almacenamiento de baterías Byd Cube Pro, dos contenedores de 1,089 kW por fase, por un total de 4,356 kilovatios-horarios de capacidad de almacenamiento) a través de ambos sitios. “En este momento, lo mantenemos teniendo una carga más baja”, dijo Maxwell. El siguiente paso es aumentar la cantidad de carga en el área mientras mantiene el mismo tipo de confiabilidad y resistencia que tenemos en su lugar. Al agregar el sistema de batería, podremos ejecutar cada motor individual a una velocidad más alta, y si tenemos una sola falla de componente, la batería tomaría instantáneamente esa carga y luego se distribuiría en los motores que se están ejecutando “.

Maxwell agregó que la columna eléctrica subyacente del proyecto ha sido igualmente importante para permitir el crecimiento. “La red de uso privado nos ha dado tanta flexibilidad”, dijo. “A medida que estamos trayendo más carga, el cambio que pueden ver con la forma en que la red está configurada ha sido realmente excelente para poder cultivar esto orgánicamente”.

Por ahora, la replicabilidad del proyecto se extiende a través de múltiples configuraciones de mercado y regiones geográficas. Construido en dos fases de 10 MW, Miss Kitty estableció el diseño de bloques modulares que el conducto ahora está implementando en otro lugar. La compañía está desarrollando bloques similares de 10 MW para otras ubicaciones potenciales de Riley mientras opera una instalación de 5 MW para la compresión de gas natural en el oeste de Texas. Maxwell señaló que estas unidades estandarizadas se pueden configurar como instalaciones detrás del metro o plantas comerciales conectadas a ERCOT, lo que demuestra la flexibilidad de diseño en las estructuras del mercado. La expansión actual incluye tres sitios comerciales en construcción utilizando el mismo diseño de ingeniería, además de la preingeniería y los permisos para un sitio potencial en modo de isla para Riley en Nuevo México.

Pero el legado de la señorita Kitty, como su icónico homónimo de Gunsmoke, Miss Kitty Russell, quizás seguirá siendo un modelo de pragmatismo y resistencia, distinguiéndose a través de la convergencia exitosa de múltiples tendencias de la industria en una sola realidad operativa. El nombre del proyecto, derivado de un pozo cercano, captura el pragmatismo fronterizo que impulsa la innovación energética distribuida en la cuenca del Pérmico: confiabilidad sin compromiso y crecimiento sin esperar la red.

–Sonal Patel es un editor senior de poder (@sonalcpatel, @PowerMagazine).