Una nueva empresa tiene un plan para aumentar la eficiencia de las turbinas de gas contaminantes que alimentan los centros de datos: el dióxido de carbono líquido.
American Supercritical salió a la luz el miércoles, anunciando un financiamiento de 8 millones de dólares. Su objetivo es modernizar las turbinas de gas ineficientes que muchos centros de datos utilizan para su suministro eléctrico, sustituyéndolas por unidades que generen más energía sin aumentar las emisiones (aunque las turbinas de gas seguirán emitiendo contaminación por carbono). En teoría, esta tecnología también puede aplicarse a una amplia variedad de fuentes de energía, en un momento en que la demanda de electricidad se ha disparado.
“Queremos empezar con las turbinas de gas, pero con el tiempo ampliar nuestro ámbito más allá de eso”, expresa el cofundador Simon Shuham.
Una cuestión de eficiencia
La mayoría de las grandes centrales eléctricas de gas en Estados Unidos usan una serie de motores térmicos en un proceso conocido como ciclo combinado: primero, las turbinas generan electricidad mediante la combustión de aire comprimido y gas natural; luego, un motor independiente utiliza los gases de escape calientes para producir vapor y generar energía adicional. Sin embargo, por diversas razones, los centros de datos en todo Estados Unidos han optado por alimentar sus operaciones con turbinas de ciclo simple, eliminando así el componente de vapor.
Estas turbinas son mucho menos eficientes que las centrales de ciclo combinado. Generalmente, solo alrededor del 35% de la energía de las turbinas de ciclo simple se convierte en electricidad, mientras que el resto se escapa como gases de escape. (En las centrales de ciclo combinado, esa cifra ronda el 60 o el 65%). Estos gases de escape incluyen gases de efecto invernadero, lo que convierte a las centrales que funcionan con turbinas de ciclo simple en una opción mucho peor para el medio ambiente que las centrales de ciclo combinado.
El tamaño de algunas de estas plantas, sumado a su ineficiencia, es una receta para el desastre climático. Por ejemplo, una enorme central eléctrica para centros de datos en Texas, que Amazon está construyendo con turbinas de ciclo simple, tiene permiso para emitir más de 33 millones de toneladas de gases de efecto invernadero al año, una cantidad superior a las emisiones anuales de algunos países pequeños.
¿Qué es el CO2 supercrítico?
Según los fundadores de American Supercritical, todas estas turbinas pequeñas e ineficientes podrían ser ideales para la tecnología de CO2 supercrítico. El dióxido de carbono se vuelve supercrítico cuando se presuriza y se mantiene a una temperatura determinada. En este estado, adquiere la densidad de un líquido, pero sigue comportándose como un gas, lo que significa que puede transferir energía de forma más eficiente a través de equipos mucho más pequeños.
American Supercritical pretende acoplar sus unidades a pequeñas turbinas de gas para contribuir a la generación de energía. Si bien las turbinas seguirían utilizando gas, la unidad de CO2 supercrítico puede aprovechar los gases de escape calientes generados por dichas turbinas para producir electricidad adicional. En lugar de utilizar ese calor para hervir agua y generar vapor, el calor se transfiere directamente mediante el CO2 presurizado para generar energía adicional sin emisiones adicionales.
“Básicamente estamos construyendo plantas de ciclo combinado en miniatura”, compara Shuham.
Hasta un 50% más eficientes
El uso de CO2 supercrítico también puede eliminar o reducir considerablemente el consumo de agua en el proceso de generación de energía, un aspecto que ha originado gran interés en los centros de datos. Es importante destacar que el CO2 usado opera en un sistema de circuito cerrado, lo que significa que no necesita recargarse. El cofundador Matthew Carlson, quien investigó el CO2 supercrítico durante más de una década, lo equipara con los sistemas de refrigeración que hacen circular CO2 para facilitar la refrigeración.
La empresa planea vender inicialmente una unidad de 10 megavatios, relativamente pequeña para los estándares de las centrales de gas. Según los cálculos de American Supercritical, la incorporación de unidades de CO2 supercrítico podría aumentar la eficiencia de las turbinas hasta en un 50% sin incrementar las emisiones de gases de efecto invernadero ni el consumo de agua.
