La empresa energética estadounidense Blue Energy y GE Vernova anunciaron conjuntamente que desarrollarán una central eléctrica híbrida con una capacidad instalada de 2,5 GW en Texas, EE. UU., y desplegarán instalaciones de generación de energía nuclear y de gas natural en el mismo sitio para tener en cuenta tanto el suministro de carga base como las capacidades de ajuste rápido de la carga. El proyecto se posiciona como un proyecto modelo en el camino "del gas a la energía nuclear". Su objetivo es generar ingresos por electricidad por adelantado durante el complejo proceso de aprobación y construcción a largo plazo, al tiempo que proporciona garantías para la adaptación futura a las fluctuaciones de las energías renovables y el aumento en el consumo de energía de los centros de datos de inteligencia artificial.
En el plan de cooperación entre Blue Energy y GE Vernova, está previsto utilizar el pequeño reactor modular (SMR) BWRX-300 de GE Vernova Hitachi Nuclear Energy (GVH) y formar una central eléctrica híbrida coubicada con una unidad de turbina de gas natural. El núcleo del plan no es unir físicamente la energía nuclear y el gas en una sola unidad, sino construir instalaciones de energía nuclear y de gas por separado en el mismo parque de centrales eléctricas, de modo que puedan compartir la planta de turbinas de vapor y el punto de conexión a la red, y lograr una operación coordinada de todo el sistema a través de la tecnología y el despacho.
El artículo señala que los dos principales puntos débiles que enfrentan los proyectos de energía nuclear tradicionales son los ciclos de aprobación y construcción extremadamente largos y la flexibilidad limitada del ajuste de potencia unitaria, lo que dificulta la adaptación a la demanda de carga que fluctúa rápidamente después de que una alta proporción de energía renovable se conecta a la red. La energía nuclear es buena para proporcionar energía de carga base estable, pero es más adecuada para redes eléctricas tradicionales con "gran inercia y pequeñas fluctuaciones" que para sistemas energéticos futuros que requieren ajustes frecuentes y están dominados por fuentes de energía intermitentes como la eólica y la solar. En este contexto, el equipo del proyecto espera compensar las deficiencias de la energía nuclear en la regulación de los picos mediante la introducción de turbinas de gas que puedan arrancar y detenerse rápidamente y tener control de carga.
En el camino de ingeniería, la primera fase del proyecto construirá una estructura de "monopilote" de acero de gran diámetro con un diámetro de aproximadamente 12 pies (aproximadamente 3,66 metros). El prototipo proviene de los cimientos de turbinas eólicas marinas y se transforma en una estructura de recinto dedicada para el reactor modular. Estos monopilotes de acero se colocarán en la piscina y se conectarán a la vía navegable, formando una disposición patentada llamada Sistema Integrado de Monopilotes (IMS).
Según los informes, al combinar el entorno acuático y la estructura de una sola pila, este sistema puede lograr un enfriamiento pasivo del reactor cuando se pierde el sistema activo y, al mismo tiempo, proporcionar una gruesa capa de protección contra la radiación a través del agua circundante, lo que puede mejorar el margen de seguridad incluso en condiciones extremas de accidente. Blue Energy cree que este diseño integrado de reactor monopilar altamente modular y prefabricado tiene el potencial de reducir el tiempo de construcción de una planta de energía nuclear hasta en un 93%.
Al mismo tiempo, el proyecto desplegará simultáneamente dos unidades de turbina de gas GE Vernova 7HA.02 con una capacidad total de generación de energía de aproximadamente 1 GW (1.000 MW) durante la construcción del primer lote de monopiles e instalaciones nucleares para suministrar energía a la red lo antes posible y generar flujo de caja. A medida que se instalen gradualmente los reactores nucleares modulares posteriores, el sistema de vapor principal de la central eléctrica pasará gradualmente de depender de la fuente de calor de combustión de la turbina de gas al vapor proporcionado por el reactor nuclear para impulsar la generación de energía de la turbina de vapor, realizando la conexión de carga y el reemplazo "de gas a nuclear".
En la etapa de operación madura, las unidades alimentadas por gas y energía nuclear compartirán la misma sala de turbinas de vapor e infraestructura conectada a la red: el reactor nuclear es responsable de la producción de carga base estable, y la unidad alimentada por gas se utiliza como un medio flexible de reducción de picos para hacer frente a los picos de carga, las fluctuaciones de la producción renovable o las brechas en el suministro de energía durante el mantenimiento de la unidad nuclear. Este diseño de infraestructura compartida y ubicada en el mismo lugar se considera un compromiso que equilibra el retorno de la inversión, la resiliencia del sistema y la escalabilidad futura.
Vale la pena señalar que Blue Energy afirma que la turbina de gas 7HA.02 configurada está "lista para hidrógeno" y puede utilizar hidrógeno producido a partir de vapor o electricidad generada por energía nuclear como parte o la totalidad del combustible en el futuro. Según la visión del equipo del proyecto, esto no sólo ayudará a reducir las emisiones generales de carbono de la central eléctrica, sino que también proporcionará a la red eléctrica más flexibilidad y almacenamiento de energía a largo plazo a través del camino de "producción de hidrógeno con energía nuclear-generación de energía con turbinas de gas de hidrógeno".
Eric Gray, director ejecutivo de la unidad de negocios de energía de GE Vernova, dijo en un comunicado que la combinación de las principales turbinas de gas de la serie HA de la compañía con la tecnología de reactor pequeño BWRX-300 proporciona un conjunto de soluciones eficientes para satisfacer la demanda de energía provocada por la rápida expansión de la inteligencia artificial en los Estados Unidos, al tiempo que acorta significativamente el tiempo desde la construcción del proyecto hasta la puesta en línea. Destacó que la cooperación con Blue Energy refleja una importante exploración del camino de innovación del lado de la oferta de la industria energética en el contexto de una demanda de energía excepcionalmente fuerte.
El proyecto de central eléctrica híbrida está clasificado como una nueva práctica en el campo de la ingeniería energética, con etiquetas asociadas que incluyen energía, pequeños reactores nucleares modulares, gas natural e infraestructura de centrales eléctricas. El proyecto aún se encuentra en la etapa de planificación y promoción, y su progreso de aprobación, el período de construcción específico y el desempeño económico y de seguridad real seguirán siendo el foco de atención continua de la industria y las autoridades reguladoras en el futuro.