Nati di nuovo: i generatori di combustibili fossili possono avere una seconda vita?

Jun 24, 2023

Un nuovo rapporto esamina se i vecchi generatori di elettricità a combustibili fossili possono essere riutilizzati per svolgere un ruolo vitale nella stabilizzazione della rete elettrica di energia rinnovabile.

Convertire i vecchi generatori a combustibili fossili per svolgere un ruolo chiave in una rete elettrica di energia rinnovabile è tecnicamente possibile. Potrebbe anche essere più veloce ed economico rispetto alla costruzione di condensatori sincroni alternativi.

Un rapporto commissionato da ARENA, Repurusing Existing Generators as Synchronous Condensers, stima che i costi di conversione potrebbero essere fino al 40% più economici rispetto alla costruzione da zero di un dispositivo alternativo, noto come condensatore sincrono.

La riconversione di un generatore alimentato a gas potrebbe ridurre i tempi di installazione da un minimo di circa 30 mesi per un nuovo condensatore sincrono, a un minimo di sei mesi.

E anche se la conversione dei grandi generatori di vapore alimentati a carbone potrebbe costare di più e richiedere più tempo rispetto alle alternative, il prodotto finale potrebbe fornire l’effetto equivalente di diversi condensatori sincroni combinati.

Un generatore è, essenzialmente, una massa enorme, alimentata e rotante con lo scopo principale di produrre una fornitura costante di elettricità. Ma poiché è così grande, la sua inerzia può anche aiutare a mantenere stabile la rete elettrica.

Anche i condensatori sincroni sono enormi masse rotanti, sebbene più piccole dei generatori. Il loro unico ruolo, quando i vecchi generatori andranno in pensione, sarà quello di contribuire a mantenere la stabilità della rete.

Man mano che sempre più generatori vanno in pensione, sostituiti da fonti di energia rinnovabile, il loro ruolo stabilizzante scompare. Una soluzione è costruire più condensatori sincroni.

Ma ci sono problemi con questo approccio.

Il mondo intero è alla ricerca di soluzioni allo stesso problema. Con l’accelerazione della domanda globale di condensatori sincroni, sta emergendo una carenza di offerta. Ciò comporta inevitabilmente un aumento dei costi e tempi di attesa più lunghi.

Per fare un esempio, l’operatore di rete Transgrid ha recentemente pubblicato le stime iniziali che indicano la necessità di 20 condensatori sincroni nel solo NSW entro il 2025.

Il rapporto si concentra sui generatori alimentati a combustibili fossili, sottolineando che molti generatori idroelettrici possono già funzionare come condensatori sincroni.

La facilità di conversione dei generatori esistenti varia in base alla tecnologia e alle condizioni locali del sito.

Esaminando tre tecnologie, il rapporto rileva che l'ordine di facilità, velocità e costo di conversione è:

Turbina a gas a ciclo aperto, trasformabile aggiungendo una frizione tra la turbina e il generatore. Ciò comporterebbe un tempo di consegna compreso tra sei e otto mesi con probabili solo modeste modifiche strutturali, di raffreddamento e di lubrificazione. Nel complesso, i costi di conversione potrebbero ammontare a circa il 60% per la costruzione di nuovi condensatori sincroni con prestazioni equivalenti.

Le turbine a gas a ciclo combinato, che hanno sia turbine a gas che a vapore, dipenderebbero molto di più dalla progettazione e dal layout del sistema. Nella sua forma più semplice, la conversione potrebbe anche comportare semplicemente l'installazione di una frizione, con un conseguente risparmio di costi e tempi di consegna.

I generatori di vapore alimentati a carbone sono i più difficili da convertire e dipendono maggiormente dalla progettazione e dalle condizioni del sistema. I tempi di consegna potrebbero essere brevi fino a 12 mesi, ma è più probabile che varino da 18 mesi a quattro anni. Si prevede che anche i costi saranno più elevati ma, in circostanze favorevoli, potrebbero eguagliare quelli della conversione dei generatori di gas.

Sebbene le raccomandazioni del rapporto riconoscano che “non esistono precedenti per la conversione di grandi generatori a combustibili fossili in condensatori sincroni in Australia”, raccomandano fortemente un'azione urgente.

In primo luogo, per costruire conoscenza, il rapporto evidenzia la necessità di supportare almeno due, preferibilmente tre, indagini sito-specifiche.

In secondo luogo, per far fronte alla sfida posta dalle crescenti esigenze dei sistemi in un contesto di scadenze sempre più vicine, il rapporto esorta i fornitori di servizi per la forza dei sistemi a valutare potenziali progetti e a ottenere approvazioni normative.

Il rapporto formula inoltre raccomandazioni sull’esplorazione della struttura dei contratti pertinenti e, separatamente, sulla definizione di dati per il valore dell’inerzia.