Heslerhof (DE)

Contexto

Os produtores de biogás estão enfrentando a necessidade de fazer mudanças significativas em seus sistemas de energia. Muitos governos estabeleceram metas climáticas ambiciosas que exigem que as fazendas produzam energia sustentável e, ao mesmo tempo, gerenciem com eficiência o uso de energia. As operações de carga de base de sistemas de cogeração (CHP) não estão mais em conformidade com esses requisitos. Além disso, os blecautes, a volatilidade das fontes de energia renovável, como a eólica e a solar, e a consequente necessidade de atender a demandas adicionais com outras fontes de energia ecológicas e sustentáveis, como a biomassa, tornam essencial que as usinas de biogás operem de forma flexível, produzindo energia quando necessário. Já em 1999, a fazenda Heslerhof reconheceu o potencial da geração sustentável de calor e energia. A fazenda optou pelo biogás como fonte de energia renovável, abrindo assim o caminho para uma usina de biogás com uma saída de 50 kWel. O objetivo era adaptar melhor o fornecimento de calor e energia às demandas do mercado e compensar o abastecimento flutuante de energia de fontes de energia renovável, como a eólica e a solar. Logo em seguida, em 2014 e 2016, foram implementados dois projetos de flexibilização da usina para 865 kWel.

Usinas de CHP voltadas para o futuro: a pedra basilar da transição energética

Na fazenda Heslerhof, os requisitos em constante mudança do setor energético exigiram uma abordagem sistemática do conceito geral de CHP/gás e armazenamento de calor, bem como uma estratégia global de uso do calor. Com a instalação de um motor Jenbacher J420 e investimentos em um grande tanque de armazenamento temporário e em um tanque de armazenamento de gás, a usina foi convertida em uma usina de energia de armazenamento renovável com operação flexível e orientada pelo mercado de energia em 2020/21. Em resultado, a usina agora faz contribuições essenciais para a transição energética e a estabilidade da rede através de uma produção de energia ambientalmente sustentável a partir de fontes de energia disponíveis na região e de uma operação flexível.

Como uma usina de contêineres pronta para uso, centrada no motor Jenbacher J420, o sistema tem uma saída elétrica de 1.562 kW e uma saída térmica de 1.760 kW. Pré-montado e construído rapidamente no local, o sistema apresenta alta eficiência e alta confiabilidade ao nível do motor. A usina, que consiste em vários módulos de CHP, tem uma saída de energia nominal máxima de 350 kWel e uma saída total de 2.222 kWel. No entanto, em sua operação flexível atual, a saída mais alta da usina é de 1.722 kWel — e isso com reservas máximas!

O catalisador SCR da usina garante a conformidade com os baixos valores de emissões exigidos por lei. Para uma maior sustentabilidade ambiental, são usados sistemas de evaporação de lama e lodo do digestor Vapogant, que reduzem a quantidade de biomassa residual gerada durante a produção de biogás. Eles fornecem a base para a produção de fertilizantes minerais. Além disso, o calor gerado durante a produção de biogás pode ser usado para a evaporação da lama e lodo do digestor. Dois trocadores de calor de gás de escape permitem um nível elevado de extração de calor e maior eficiência. Um sistema de armazenamento temporário de 1.000 metros cúbicos permite o desacoplamento necessário para o uso do calor sensível.

Essas modernizações permitem que a fazenda Heslerhof reaja de forma ainda mais flexível ao mercado volátil de energia e, ao mesmo tempo, impulsione a rentabilidade geral da usina, ajudando a garantir sua prontidão para enfrentar os desafios do futuro.

Resultados

Com a instalação de um sistema de CHP Jenbacher J420 e o uso de dois trocadores de calor de gás de escape para alta extração de calor, a eficiência geral foi aumentada para mais de 90%. A fazenda gera sua própria energia, que assegura toda a eletricidade necessária, inclusive a do edifício residencial. A energia excedente é alimentada na rede com tarifas-prêmio atrativas, a taxas de mercado. Outro fator decisivo para o sucesso dessa usina de biogás flexível foi a oferta de serviços personalizados da INNIO. Além da rápida disponibilidade de peças e do rápido suporte técnico no local, a linha de assistência, disponível 24 horas por dia, e a rápida resolução de problemas por meio do serviço remoto foram fatores especialmente atrativos.

“Uma abordagem flexível e impulsionada pelo mercado é tanto o presente quanto o futuro de todas as usinas de biogás. Decidimos adicionar gradualmente flexibilidade à nossa usina de biogás, transformando-a em uma usina de energia de armazenamento renovável baseada na tecnologia de CHP Jenbacher. Isso nos permite otimizar nosso potencial de receita e, ao mesmo tempo, fazer melhor uso das matérias-primas.”

Clemens Maier, acionista da Clemens and Gregor Maier GbR, Heslerhof

Vantagens para o cliente

• Otimização do potencial de receita graças a uma operação flexível
• Uso econômico de matérias-primas para a geração eficiente de calor e energia
• Conceito geral eficiente, sustentável e preparado para o futuro, que prepara a usina de forma ideal para o futuro