O gás natural, devido à sua natureza de combustão limpa, tornou-se um combustível muito popular para a geração de eletricidade. Nas décadas de 1970 e 1980, as escolhas mais comuns para a maioria dos geradores de energia elétrica foram carvão grande ou usinas nucleares. No entanto, devido às mudanças econômicas, ambientais e tecnológicas, o gás natural tornou-se o combustível eleito para novas usinas construídas desde os anos 1990.

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Na verdade, a Energy Information Administration (EIA) estima que entre 2009 e 2015, 96,65 gigawatts (GW) de capacidade de energia nova será produzida nos EUA. Desse total, mais de 20%, ou 21,2 GW, será energia elétrica a partir de gás natural. A geração de eletricidade a gás natural deverá representar 80% de toda a capacidade adicional de geração de eletricidade até 2035.

Há muitas razões para esta crescente dependência do gás natural para gerar nossa eletricidade. Enquanto o carvão é o mais barato entre os combustíveis fósseis para gerar eletricidade, é também o mais sujo, liberando os mais altos níveis de poluentes no ar. A indústria de geração elétrica, de fato, tem sido tradicionalmente uma das indústrias mais poluentes nos Estados Unidos. Regulamentos em torno das emissões de usinas forçaram esses geradores elétricos a chegar a novos métodos de geração de energia diminuindo, ao mesmo tempo, os danos ao meio ambiente.

Unidades de vapor transformam gás natural em energia elétrica pronta para ser distribuída

                          Unidades de vapor transformam gás natural em energia elétrica pronta para ser distribuída

A nova tecnologia permite que o gás natural desempenhe um papel cada vez mais importante na geração de eletricidade limpa. O gás natural pode ser usado para gerar eletricidade de várias maneiras. O método mais básico de geração elétrica por gás consiste de uma unidade de geração de vapor, onde os combustíveis fósseis são queimados em uma caldeira para aquecer água e produzir vapor que, então, aciona uma turbina para gerar eletricidade.

O gás natural pode ser utilizado para este processo, embora essas unidades de vapor básicas sejam geralmente reservas de carvão ou instalações de geração nucleares. Essas unidades de geração de vapor têm uma eficiência energética muito baixa. Tipicamente, apenas 33 a 35% da energia térmica utilizada para gerar o vapor é convertida em energia elétrica nessas unidades.

Turbinas a gás e motores de combustão também são usadas para gerar eletricidade. Em vez de vapor de aquecimento para girar uma turbina, os gases quentes provenientes da queima de combustíveis fósseis (gás natural, em particular) são usados para ligar a turbina e gerar eletricidade.

Plantas ciclocombinadas são as atuais usinas para a geração de energia elétrica com gás natural

Plantas ciclocombinadas são as atuais usinas para a geração de energia elétrica com gás natural

Turbinas a gás e motores a combustão são tradicionalmente usados para o pico de carga de demandas, já que a conversão é possível de forma rápida e fácil. Essa modalidade tem aumentado em popularidade devido aos avanços na tecnologia e a disponibilidade de gás natural. No entanto, são ainda tradicionalmente ligeiramente menos eficazes do que grandes instalações de vapor.

Muitas das novas usinas de gás natural são conhecidas como unidades 'ciclocombinadas'. Nestes tipos de instalações de geração, existe tanto a turbina de gás como uma unidade de vapor. A turbina a gás opera basicamente da mesma maneira como uma turbina a gás normal, utilizando os gases quentes libertado pela combustão de gás natural para transformar uma turbina e gerar eletricidade.

Em plantas de ciclo combinado, o calor residual do processo de turbina a gás é dirigida para geração de vapor, que é então usado para gerar eletricidade como uma unidade de vapor. Devido a esta utilização eficiente da energia de calor liberada a partir do gás natural, plantas de ciclo combinado são muito mais eficientes do que as unidades de vapor ou turbinas de gás individualmente. De fato, plantas de ciclo combinado podem atingir a eficiência térmica de até 50 a 60%.

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