Ofrecen energía instantánea compacta, móvil, silenciosa, económica, duradera e insuperable
Hace ochenta años, la primera turbina de gas industrial del mundo comenzó a generar electricidad en una central eléctrica municipal en Neuchâtel, Suiza. La máquina, instalada por Brown Boveri, ventilaba el escape sin hacer uso de su calor, y el compresor de la turbina consumía casi tres cuartas partes de la energía generada. Eso resultó en una eficiencia de solo el 17 por ciento, o aproximadamente 4 MW.
La interrupción de la Segunda Guerra Mundial y las dificultades económicas que siguieron hicieron de la turbina Neuchâtel una excepción pionera hasta 1949, cuando Westinghouse y General Electric introdujeron sus primeros diseños de baja capacidad. No hubo prisa por instalarlos, ya que el mercado de generación estaba dominado por grandes plantas de carbón. En 1960, la turbina de gas más potente alcanzó los 20 MW, todavía un orden de magnitud menor que la salida de la mayoría de los turbogeneradores de vapor.
En noviembre de 1965, el gran apagón en el noreste de Estados Unidos cambió muchas mentes: Las turbinas de gas podían funcionar a plena carga en cuestión de minutos. Pero el aumento de los precios del petróleo y el gas y la disminución de la demanda de electricidad impidieron una rápida expansión de la nueva tecnología.
El cambio se produjo solo a finales de la década de 1980. Para 1990, casi la mitad de toda la nueva capacidad instalada en Estados Unidos estaba en turbinas de gas de potencia, confiabilidad y eficiencia crecientes. Pero incluso las eficiencias superiores al 40 por ciento, que coinciden con los mejores turbogeneradores de vapor de hoy en día, producen gases de escape de aproximadamente 600 °C, lo suficientemente calientes como para generar vapor en una turbina de vapor conectada. Estas turbinas de gas de ciclo combinado (CCGT) llegaron a finales de la década de 1960, y sus mejores eficiencias ahora superan el 60 por ciento. Ningún otro motor principal es menos derrochador.
Las turbinas de gas son ahora mucho más potentes. Siemens ahora ofrece un CCGT para generación de servicios públicos con una potencia nominal de 593 MW, casi 40 veces más potente que la máquina Neuchâtel y que funciona con una eficiencia del 63%. La 9HA de GE ofrece 571 MW en generación de ciclo simple y 661 MW (63,5 por ciento de eficiencia) por CCGT.
Su disponibilidad casi instantánea hace que las turbinas de gas sean los proveedores ideales de energía de pico y las mejores copias de seguridad para la nueva generación intermitente de energía eólica y solar. En los Estados Unidos son ahora, con mucho, la opción más asequible para nuevas capacidades de generación. El costo de capital nivelado de la electricidad, una medida del costo de vida útil de un proyecto de energía, para la nueva generación que entrará en servicio en 2023, se prevé que sea de aproximadamente 60 dólares por megavatio—hora para los turbogeneradores de vapor de carbón con captura parcial de carbono, 48 dólares/MWh para la energía solar fotovoltaica y 40 dólares/MWh para la energía eólica terrestre, pero menos de 30 dólares/MWh para las turbinas de gas convencionales y menos de 10 dólares/MWh para las CCGT.
Las turbinas de gas también se utilizan para la producción combinada de electricidad y calor, que se requiere en muchas industrias y se utiliza para energizar los sistemas de calefacción central en muchas grandes ciudades europeas. Estas turbinas incluso se han utilizado para calentar e iluminar extensos invernaderos holandeses, que además se benefician de su uso del dióxido de carbono generado para acelerar el crecimiento de las verduras. Las turbinas de gas también funcionan con compresores en muchas empresas industriales y en las estaciones de bombeo de tuberías de larga distancia. El veredicto es claro: Ninguna otra máquina de combustión combina tantas ventajas como las turbinas de gas modernas. Son compactos, fáciles de transportar e instalar, relativamente silenciosos, asequibles y eficientes, ofrecen energía casi instantánea y pueden funcionar sin refrigeración por agua. Todo esto los convierte en el motor principal estacionario sin igual.
Y su longevidad? La turbina de Neuchâtel fue desmantelada en 2002, después de 63 años de funcionamiento, no debido a ningún fallo en la máquina, sino a un generador dañado.
Este artículo aparece en la edición impresa de diciembre de 2019 como «Turbinas de gas Supereficientes.»
Este artículo se corrigió el 25 de noviembre de 2019 para especificar que el asunto que se está midiendo es el costo de capital nivelado de la electricidad.