Fueles de combustible: un enfoque distribuido para acelerar el crecimiento de la carga

Las empresas de servicios públicos están bajo una presión creciente para mantener la estabilidad de la red al tiempo que acomoda niveles récord de electrificación, crecimiento industrial y descarbonización. Al mismo tiempo, los grandes usuarios de energía, incluidos los fabricantes y los centros de datos, requieren acceso a una potencia mucho más confiable y de alta calidad en una línea de tiempo mucho más corta que las soluciones de infraestructura de servicios públicos mucho más cortos que pueden ofrecer. De hecho, la demanda de electricidad estadounidense es proyectado para crecer en más del 20% para 2030marcando el crecimiento de carga sostenido más rápido desde el auge industrial posterior a la Segunda Guerra Mundial.

Las celdas de combustible no son nuevas, pero han mejorado sustancialmente en la última década en rendimiento, confiabilidad y costo, y ahora le dan a los servicios públicos una forma de satisfacer efectivamente las demandas de energía. Como parte de una estrategia de capacidad de energía distribuida, permiten que las empresas de servicios públicos co-creen soluciones que sirven a clientes de gran carga sin sobrecargar la red o los contribuyentes.

En comparación con las turbinas de gas y los motores recíprocos, las celdas de combustible ofrecen energía distribuida más limpia, más tranquila y más eficiente. Para desbloquear todo el potencial de esta alternativa flexible y escalable, los servicios públicos y los reguladores deben ampliar las ofertas más allá de las ofertas de transmisión y distribución tradicionales y adoptar nuevos modelos para la entrega de energía local concentrada.

La alternativa más limpia a la generación tradicional en el sitio

A diferencia de las turbinas tradicionales que dependen de la combustión, las celdas de combustible generan electricidad usando gas natural a través de un proceso electroquímico que no quema el combustible. “Las celdas de combustible son tranquilas, limpias y compactas, lo que las hace mucho más amigables con la comunidad que las turbinas de gas o los motores reciprocadores”, dijo Kevin Passalacqua, vicepresidente de finanzas de proyectos para Bloom Energy, un proveedor líder de soluciones de energía a base de celdas de combustible.

Esta distinción clave elimina la liberación de contaminantes dañinos y partículas, reduce el uso del agua y da como resultado sistemas que funcionan prácticamente sin ruido. Estos atributos no solo simplifican el proceso de permiso, sino que también minimizan la oposición de los grupos de vecindad y se alinean con ambas expectativas regulatorias. y objetivos de sostenibilidad impulsados ​​por el cliente.

Construido para la eficiencia y tiempo de actividad

Las celdas de combustible son competitivas en costos con turbinas de gas o motores alternativos al considerar el costo total de propiedad. Una mayor eficiencia y los márgenes reducidos de sobremesa hacen que las celdas de combustible sea una opción práctica en el sitio para los servicios públicos y sus clientes. Para garantizar 100 MW de salida continua y confiable, las turbinas de gas generalmente requieren 130 MW de capacidad instalada, y los motores alternativos requieren aproximadamente 120 MW. Las celdas de combustible solo necesitan 110 MW, reduciendo aún más los gastos de capital sin comprometer la confiabilidad.

Sin piezas móviles, las celdas de combustible requieren mucho menos mantenimiento que los sistemas basados ​​en la combustión. Cuando se necesita servicio, los módulos se pueden intercambiar en caliente individualmente sin cerrar toda la instalación, Eliminando la necesidad de interrupciones de mantenimiento planificadas. Además, las tasas de eficiencia de hasta 35% a 45% Más alto que los de los motores alternativos y las turbinas de gas conducen a costos de combustible anuales significativamente más bajos. Estas eficiencias están garantizadas para la vida del proyecto.

Acelerar el acceso a la energía

Las celdas de combustible acortan drásticamente la línea de tiempo para entregar una nueva capacidad de generación confiable. “Esta velocidad es crítica ya que los servicios públicos enfrentan retrasos en las colas de construcción e interconexión de subestaciones, que están forzando relaciones con grandes clientes”, dijo Passalacqua.

Al implementar celdas de combustible en el punto de necesidad, las empresas de servicios públicos pueden evitar restricciones de cuadrícula y servir grandes cargas directamente, reduciendo la demanda máxima del sistema, la congestión de la red y la frustración del cliente. Bloom Energy puede entregar 100 MW de capacidad dentro de los 90 días, con la instalación completada en cuestión de días si la infraestructura de gas ya está en su lugar. La compañía ha aumentado rápidamente la producción a la escala de Gigawatt, con múltiples GW de sistemas llave en mano disponibles para recibir servicio en los próximos dos años.

Diseño e implementación flexibles

Las celdas de combustible son modulares y altamente escalables. Esta flexibilidad permite a los servicios públicos adaptar las implementaciones de acuerdo con las necesidades del cliente, apoyando el crecimiento dinámico del cliente y perfiles de carga en evolución.

Por ejemplo, las instalaciones de pilas de combustible pueden montar o configurar como torres de niveles múltiples que van desde dos a diez pisos de altura. Una instalación de montaje en tierra de 20,000 pies cuadrados puede proporcionar 10 MW de potencia. Esa misma huella puede proporcionar hasta 50 MW cuando se configura como una torre de cinco niveles, maximizando la densidad de potencia donde el espacio es limitado.

Pelejas de combustible, como el servidor de energía de Bloom®también se puede montar en patines, lo que permite que se reubiquen a medida que cambian las necesidades operativas. Se pueden mover entre subestaciones, sitios de clientes o áreas de servicio, evitando el riesgo de activos varados. Cuando se implementa bajo términos del proyecto de 5 años, estos sistemas pueden servir como un puente temporal hasta que se construya una nueva infraestructura de transmisión y distribución. Este enfoque permite a los servicios públicos satisfacer las necesidades de energía intermedia durante el período de construcción.

Un nuevo tipo de activo de utilidad

Los servicios públicos y reguladores progresivos reconocen cada vez más las celdas de combustible como una nueva clase de activo de servicios públicos. “Son un facilitador estratégico para servicios públicos que navegan por la transición energética”, según Passalacqua. Al implementar celdas de combustible, los servicios públicos pueden servir a los usuarios de energía grandes sin costosas actualizaciones de infraestructura de transmisión, al tiempo que mejoran la confiabilidad de la red.

Al satisfacer la nueva demanda de los clientes localmente, las celdas de combustible ayudan a aliviar la carga general de la red y la congestión y pueden proporcionar servicios auxiliares como regulación de frecuencia y reservas de hilado que mejoran la estabilidad local de la red. Como resultado, estas implementaciones fortalecen el sistema en su conjunto en términos de resistencia, eficiencia y asequibilidad, y no requieren la imposición de costos adicionales en todos los contribuyentes.

Las celdas de combustible pertenecen al libro de jugadas de servicios públicos

La relación de servicios públicos-cliente ha evolucionado de un proveedor de energía unidireccional a un socio de energía colaborativa. Para los servicios públicos y reguladores con visión de futuro, las celdas de combustible son una alternativa estratégica a los enfoques tradicionales de infraestructura de transmisión. Ofrecen un camino para retener a grandes clientes, Desbloquee los nuevos ingresos más rápido y satisfaga la creciente demanda sin agregar tensión a la base de la red y la base de tasas.

Servidor de energía de celda de combustible de óxido sólido (SOFC) de Bloom Energy® Los sistemas se pueden implementar detrás o delante del medidor en una amplia gama de configuraciones y modelos de contratación. Con más de 1.5 GW de capacidad instalada y un historial operativo de 17 años, las celdas de combustible de Bloom son una solución escalable, financiable y probada para energía distribuida.

Para saber cómo las celdas de combustible pueden apoyar su estrategia de red y las relaciones con los clientes, comuníquese con Bloom Energy o haga clic aquí.