GAS

Montaje de una turbina SGT5-8000H en la factoría de Berlín Moabit de Siemens.

Instalación de la turbina de gas en la planta de Lausward.

JAVIER MONFORTE

Eficiencia récord en el ciclo combinado que Siemens construye en Düsseldorf

LA PLANTA DE LAUSWARD (595 MWE) ALCANZARÁ EL 61% DE EFICIENCIA EN SU FUNCIONAMIENTO La transición energética en la que está embarcada Alemania tras su decisión de cierre progresivo de las centrales nucleares y la obligación de avanzar hacia una economía baja en carbono hace necesaria la construcción de nuevas plantas de ciclo combinado, llamadas a sustituir a las contaminantes centrales térmicas de carbón. Su respuesta más rápida como back-up ante la fluctuación de generación renovable, la mejora en los niveles de emisión de CO2 de estas instalaciones y la evolución de sistemas de almacenamiento energético como el ‘power to gas’ convierten a estas plantas en el camino elegido por el Gobierno federal para lograr que la Energiewende (la transición energética, según su vocablo alemán) esté algo más cerca.

A

día de hoy, un mix energético verdaderamente bajo en carbono en Alemania está lejos de ser una realidad –las plantas de carbón siguen a pleno rendimiento gracias a la bajada de precio de la propia materia prima– si bien es cierto que los planes para la creación de nuevos ciclos combinados y el imparable crecimiento de la eólica off shore gracias a su esperada disminución de costes de generación, construcción y transmisión vislumbran un futuro prometedor para un país situado a la vanguardia de las potencias económicas comprometidas con un sistema energético más sostenible. En ese contexto, la planta de ciclo combinado y cogeneración (CCGT) que Siemens energética

XXI

· Nº 147 · ENE|FEB15

está construyendo junto a la ciudad de Düsseldorf es un referente para las futuras instalaciones de generación con gas. Ubicada en Lausward, una zona muy cercana al puerto de la urbe alemana, la planta contará con 595 MWe de potencia instalada, a los que hay que añadir otros 300 MWt para uso térmico. Pero, sin duda, su característica más destacada es el alto grado de eficiencia en la conversión de energía eléctrica que logrará la instalación: un 61%, un récord que hasta ahora estaba en manos de otro ciclo combinado de Siemens en la ciudad alemana de Irsching, donde se alcanzó el 60,75%. Las características y ubicación de Lausward, cuya entrada en funcionamiento está prevista en 2016, la convierten en una

planta singular. Tiene una amplia capacidad para extender su actual estructura gasista; la cercanía al Rin mejora notablemente su capacidad de refrigeración; su proximidad a los puntos de consumo incrementa su eficiencia; y su construcción se realiza en un marco normativo y regulatorio de carácter municipal que fomenta la cogeneración y la ampliación de la actual red de calor de la ciudad. District heating Y es que el potencial de cogeneración de la planta para el suministro de calor al district heating de la ciudad es realmente significativo. La de Lausward será la primera instalación en el mundo capaz de generar 300

69

GAS

vo color verde, despojando a la planta de la estética sobria e industrial que caracteriza a las tradicionales plantas de ciclo combinado.

Eficiencia en ciclos combinados: un poco de historia A lo largo de los últimos años, Siemens ha ido incrementado de manera paulatina la eficiencia de los ciclos combinados a través de la mejora tecnológica de sus turbinas de gas. Además de la mejora del rendimiento de los equipos y el incremento de la capacidad de las instalaciones, los niveles de emisión de CO2 de las plantas se han reducido de forma significativa. La tabla describe las distintas plantas, su año de entrada en funcionamiento y los niveles de eficiencia alcanzados.

Año

Planta/País

Potencia instalada

Tipo de turbina

1992

Killingholme (Reino Unido)

2 x 470 MW, 2x(2+1)

1996

Didcot B 1&2 (Reino Unido)

702 + 710 MW, 2x(2+1)

2001

Mainz-Wiesbaden (Alemania)

> 400 MW, (1+1)

2008/2011

Irsching 4 (Alemania)

SCC5-8000H 1S 570 MW

SGT5-8000H

2016

Lausward CHP (Alemania)

SCC5-8000H 1S 595 MW

SGT5-8000H

SGT5-2000E SGT5-2000E SGT5-4000F

Eficiencia alcanzada 52% 56% 58% 60% 61%

Imagen del transporte de la turbina SGT58000H por las calles de Berlín camino de la planta de Lausward.

MWt a partir de una única turbina de gas instalada en un ciclo combinado. Además, su eficiencia en el uso del gas como combustible alcanzará el 85%. Lausward no es ni mucho menos una planta nueva, ya que comenzó su funcionamiento como planta de carbón en 1957. Hoy, las instalaciones térmicas de carbón han sido desmanteladas y la planta está enfocada únicamente a la generación con gas. De hecho, siguen en funcionamiento tres turbinas antiguas que, en conjunto, cuentan con una potencia instalada de 523 MWe y 115 MWt para el district heating.

70

El cliente del proyecto que desarrolla Siemens es la empresa municipal de la ciudad –Stadtwerke Düsseldorf– que desde hace 145 años suministra gas, electricidad, agua y calor a la ciudad. El diseño arquitectónico de la instalación es sin duda otro de los factores diferenciadores de la planta. El proyecto corre a cargo del estudio de arquitectos Kadawittfeldararkitechtur, con sede en la ciudad de Achen, que pretende convertir el edificio en un referente del moderno skyline de la ciudad. Uno de los bloques de la instalación será parcialmente traslúcido y estará iluminado con un llamati-

Clase H: turbinas de última generación La respuesta a los altos índices de eficiencia que alcanza la planta de Lausward hay que buscarla en su turbina de gas: la SGT58000H. Se trata del equipo más moderno y avanzado del fabricante alemán en su gama de turbinas para ciclos combinados. Refrigerada por aire, la turbina cuenta con un desarrollo del tren de potencia completo y la optimización del ciclo agua/vapor y del resto de componentes de la central eléctrica. Además, la clase H garantiza bajas emisiones en operación a carga base y a cargas parciales, y está diseñada acorde con los códigos internacionales medioambientales y de seguridad. Algunos datos comparativos demuestran la dimensión del trabajo que desarrollan estos equipos: una SGT5-8000H produce tanta energía como 1.200 Porche 911 Turbo unidos, mientras que es capaz de generar energía para abastecer a más de 682.000 hogares, el equivalente a una ciudad de 2,2 millones de habitantes. En cuanto a las emisiones de CO2, esta turbina las reduce en 43.000 toneladas respecto a las que producían las turbinas estándar instaladas hasta ahora. En la innovación tecnológica que ha dado lugar a esta clase de turbinas de gas ha jugado un papel destacado la mejora de los materiales. La sustitución del metal por la cerámica ha permitido incrementar de forma notable el calor que soportan las piezas que componen cada turbina. En la actualidad, la flota de turbinas de gas de clase H que Siemens tiene distribuidas en plantas energéticas de todo el mundo ha superado ya las 100.000 horas equivalentes de operación (EOH). Hasta ahora se han vendido 40 unidades de la serie SGT-8000H y 11 están ya en operación comercial con éxito gracias a un alto grado de disponibilidad y fiabilidad de arranque. De hecho, la respuesta rápida que garantizan estos equipos permiten a las plantas su entrada en funcionamiento en unos 40 minutos, un factor clave para los actuales ciclos combinados, que son las plantas más utilizadas como respaldo de la generación discontinua de tipo renovable  energética

XXI

· Nº 147 · ENE|FEB15