IHI y GE Vernova inauguran una instalación de pruebas de combustión de amoníaco en Japón.

Vista general de la instalación de pruebas de combustión a gran escala construida en la planta de IHI en Aioi. (Imagen: IHI)

IHI Corp. y GE Vernova han finalizado la construcción de una planta de pruebas de combustión a gran escala (LCT) en Hyogo, Japón, como parte de su colaboración para desarrollar tecnología de turbinas de gas libres de carbono que utilizan amoníaco como combustible principal. Este anuncio representa un hito clave en una colaboración plurianual para comercializar sistemas de generación de energía alimentados con amoníaco antes de que finalice la década.

Ubicado en las instalaciones de Aioi Works de IHI, el nuevo centro de pruebas está diseñado específicamente para realizar ensayos de combustión a escala real bajo las condiciones de funcionamiento de la turbina de gas de clase F de GE Vernova. Esto incluye la capacidad de replicar presiones, temperaturas y caudales reales tanto de aire como de combustible, parámetros clave para validar los diseños de cámaras de combustión de última generación .

La instalación servirá como centro para el desarrollo conjunto en el marco de una hoja de ruta tecnológica para 2024 firmada por ambas compañías. El acuerdo tiene como objetivo la implementación de un sistema de combustión 100% compatible con amoníaco para 2030. Se prevé que las pruebas en el nuevo emplazamiento comiencen en el verano de 2025, utilizando prototipos de cámaras de combustión a escala real.

«Este hito representa un avance significativo en la hoja de ruta tecnológica conjunta que busca lograr un sistema de combustión 100 % compatible con amoníaco para 2030», afirmó Kensuke Yamamoto, director ejecutivo de IHI y gerente general de su Departamento de Proyectos de la Cadena de Valor del Amoníaco. «La LCT será un centro neurálgico para el proyecto de IHI y GE Vernova, y demuestra nuestro compromiso con el avance del amoníaco como solución energética sostenible».

El amoníaco, que no contiene carbono, ha cobrado cada vez más importancia como combustible derivado del hidrógeno, con el potencial de descarbonizar sectores difíciles de reducir, como la generación de energía térmica. A diferencia del hidrógeno gaseoso , el amoníaco es más fácil de transportar y almacenar, y, al quemarse correctamente, puede producir energía sin emitir dióxido de carbono.

IHI ya ha desarrollado una turbina de gas de 2 MW (modelo IM270) capaz de funcionar con amoníaco al 100% . La empresa ahora pretende ampliar la escala de esta tecnología para su uso en turbinas de gas de gran tamaño mediante su colaboración con GE Vernova, aprovechando su nueva infraestructura de pruebas.

Esta colaboración también se beneficia de las sinergias con las actividades de investigación sobre combustión de GE Vernova en Estados Unidos. Las avanzadas instalaciones de prueba de combustión de GE en Greenville, Carolina del Sur, han desempeñado un papel fundamental en el desarrollo de turbinas de gas preparadas para el hidrógeno y apoyarán el programa de amoníaco mediante el intercambio de datos y el asesoramiento técnico.

«Este anuncio marca un punto de inflexión, pasando de los estudios iniciales sobre la cadena de valor del amoníaco a la implementación práctica de tecnologías y proyectos de ingeniería», declaró Jeffrey Goldmeer, director sénior de estrategia tecnológica de GE Vernova. «Nuestro objetivo es descarbonizar la generación de energía utilizando amoníaco como combustible. Esto supone el inicio de una nueva etapa de colaboración entre GE Vernova e IHI, cuyo objetivo es desarrollar estrategias de descarbonización que protejan las inversiones existentes en generación de energía».

La iniciativa LCT se basa en el creciente interés mundial por el amoníaco como combustible alternativo. Actualmente utilizado en la producción de fertilizantes y la fabricación de productos químicos, el amoníaco también puede actuar como vector de hidrógeno. Su potencial para el uso directo en turbinas de gas está atrayendo inversiones de empresas de servicios públicos, fabricantes de turbinas y ministerios de energía de Asia y Europa, especialmente en países con recursos energéticos nacionales limitados.

Japón se ha consolidado como líder en la investigación sobre la combustión de amoníaco, impulsado por sus objetivos nacionales de descarbonización y la preocupación por la seguridad energética. El Ministerio de Economía, Comercio e Industria (METI) ha promovido la combustión conjunta y la combustión total de amoníaco en centrales térmicas como parte de su estrategia de Transformación Verde (GX). El IHI ha sido un colaborador clave en estos esfuerzos nacionales, realizando demostraciones de combustión conjunta de amoníaco en centrales eléctricas de carbón y gas durante los últimos años.

La nueva instalación LCT impulsa una iniciativa más amplia para pasar de las pruebas a escala de laboratorio a la validación operativa. Se espera que acelere la comercialización de turbinas alimentadas con amoníaco, que podrían implementarse a nivel mundial, especialmente en mercados que buscan soluciones compatibles con la infraestructura de gas existente.

La colaboración también busca alinear el desarrollo de las turbinas de amoníaco con los estándares de seguridad, emisiones y operatividad, abordando algunos de los desafíos clave asociados con la combustión de amoníaco, como la formación de óxidos de nitrógeno (NOx) y la estabilidad de la llama.

GE Vernova se ha comprometido a desarrollar un conjunto de tecnologías para permitir el uso de combustibles con bajas emisiones de carbono y libres de carbono en turbinas de gas, desde mezclas de hidrógeno hasta la combustión completa de amoníaco. Las turbinas de clase F de la compañía están ampliamente desplegadas en todo el mundo y representan una excelente opción para la modernización con nuevas tecnologías de combustión si las soluciones con amoníaco demuestran ser técnica y comercialmente viables.

“Este proyecto se alinea con nuestra estrategia general de descarbonizar la energía aprovechando los activos e infraestructuras existentes”, añadió Goldmeer. “La tecnología de combustión de amoníaco podría ser una herramienta fundamental para equilibrar la fiabilidad energética y los objetivos climáticos”.

IHI y GE Vernova afirman que la planta LCT servirá como plataforma no solo para el desarrollo técnico, sino también para la colaboración industrial, involucrando potencialmente a otras partes interesadas a lo largo de la cadena de suministro de amoníaco, desde la producción y la logística hasta los sistemas de seguridad y el apoyo normativo.

Si tienen éxito, las empresas podrían lanzar al mercado un sistema de turbina de gas alimentado al 100% con amoníaco para 2030, ofreciendo a los productores de energía una nueva herramienta en la transición hacia las emisiones netas cero sin abandonar la tecnología probada de las turbinas de gas.