A IHI e a GE Vernova inauguram instalações de teste de combustão de amônia no Japão.

Visão geral das instalações de teste de combustão em grande escala construídas na fábrica Aioi da IHI. (Imagem: IHI)

A IHI Corp. e a GE Vernova concluíram a construção de uma instalação de teste de combustão em grande escala (LCT, na sigla em inglês) em Hyogo, no Japão, como parte de seu esforço conjunto para desenvolver tecnologia de turbina a gás livre de carbono, utilizando amônia como principal fonte de combustível. O anúncio marca um marco importante em uma colaboração plurianual para comercializar sistemas de geração de energia movidos a amônia até o final da década.

Localizado nas instalações da IHI em Aioi Works, o novo local de testes foi projetado especificamente para suportar testes de combustão em escala real sob as condições operacionais da turbina a gás classe F da GE Vernova. Isso inclui a capacidade de replicar pressões, temperaturas e vazões reais tanto para ar quanto para combustível — parâmetros essenciais para validar projetos de câmaras de combustão de última geração .

A instalação servirá como um centro para o desenvolvimento conjunto, conforme um roteiro tecnológico para 2024 assinado pelas duas empresas. O acordo visa a implantação de um sistema de combustão 100% compatível com amônia até 2030. Os testes no novo local devem começar no verão de 2025, utilizando protótipos de combustores em escala real.

“Este marco representa um avanço significativo no roteiro tecnológico conjunto que visa alcançar um sistema de combustão 100% compatível com amônia até 2030”, afirmou Kensuke Yamamoto, diretor executivo do IHI e gerente geral do Departamento de Projetos da Cadeia de Valor da Amônia. “O LCT será um centro crucial para o projeto do IHI e da GE Vernova e demonstra nosso compromisso em promover a amônia como uma solução energética sustentável.”

A amônia, que não contém carbono, tem recebido crescente atenção como um combustível derivado do hidrogênio com potencial para descarbonizar setores de difícil descarbonização, como a geração de energia térmica. Ao contrário do gás hidrogênio , a amônia é mais fácil de transportar e armazenar e, quando queimada corretamente, pode produzir energia sem emitir dióxido de carbono.

A IHI já desenvolveu uma turbina a gás de 2 MW (modelo IM270) capaz de queimar 100% de amônia. A empresa agora pretende ampliar essa tecnologia para uso em turbinas a gás de grande porte por meio de sua colaboração com a GE Vernova, aproveitando sua nova infraestrutura de testes.

A parceria também se beneficia de sinergias com as atividades de pesquisa em combustão da GE Vernova nos Estados Unidos. A avançada instalação de testes de combustão da GE em Greenville, Carolina do Sul, desempenhou um papel fundamental no desenvolvimento de turbinas a gás preparadas para hidrogênio e apoiará o programa de amônia com compartilhamento de dados e contribuições técnicas.

“Este anúncio sinaliza uma mudança dos estudos iniciais sobre a cadeia de valor da amônia para a implementação prática de tecnologias e projetos de engenharia”, disse Jeffrey Goldmeer, diretor sênior de estratégia tecnológica da GE Vernova. “Nosso objetivo é descarbonizar a geração de energia usando amônia como combustível. Isso marca uma nova fase de colaboração entre a GE Vernova e o IHI — desenvolvendo caminhos de descarbonização que protejam os investimentos existentes em geração de energia.”

A iniciativa LCT baseia-se no amplo interesse global na amônia como combustível alternativo. Atualmente utilizada na produção de fertilizantes e na fabricação de produtos químicos, a amônia também pode atuar como um vetor de hidrogênio. Seu potencial para uso direto em turbinas a gás está atraindo investimentos de empresas de serviços públicos, fabricantes de turbinas e ministérios de energia na Ásia e na Europa, particularmente em países com recursos energéticos domésticos limitados.

O Japão emergiu como líder em pesquisa de combustão de amônia, impulsionado por metas nacionais de descarbonização e preocupações com a segurança energética. O Ministério da Economia, Comércio e Indústria (METI) promoveu a co-combustão e a combustão completa de amônia em usinas termelétricas como parte de sua estratégia de Transformação Verde (GX). O IHI tem sido um dos principais colaboradores desses esforços nacionais, realizando demonstrações de co-combustão de amônia em usinas termelétricas a carvão e gás nos últimos anos.

A nova instalação da LCT apoia um esforço mais amplo para passar de testes em escala laboratorial para validação operacional relevante. Espera-se que ela acelere a comercialização de turbinas movidas a amônia que possam ser implantadas globalmente, especialmente em mercados que buscam soluções de fácil substituição para a infraestrutura de gás existente.

A colaboração também busca alinhar o desenvolvimento de turbinas de amônia com os padrões de segurança, emissões e operabilidade, abordando alguns dos principais desafios associados à combustão de amônia, como a formação de óxidos de nitrogênio (NOx) e a estabilidade da chama.

A GE Vernova comprometeu-se a desenvolver um conjunto de tecnologias para viabilizar combustíveis com menor emissão de carbono ou sem carbono em turbinas a gás, desde misturas de hidrogênio até a combustão completa de amônia. As turbinas da classe F da empresa são amplamente utilizadas em todo o mundo e representam uma excelente candidata para modernização com novas tecnologias de combustão, caso as soluções com amônia se mostrem técnica e comercialmente viáveis.

“Este projeto está alinhado com nossa estratégia mais ampla de descarbonizar o setor energético, aproveitando os ativos e a infraestrutura existentes”, acrescentou Goldmeer. “A tecnologia de combustão de amônia pode ser uma ferramenta essencial para equilibrar a confiabilidade energética e as metas climáticas.”

A IHI e a GE Vernova afirmam que a instalação da LCT servirá como uma plataforma não apenas para o desenvolvimento técnico, mas também para a colaboração com a indústria, envolvendo potencialmente outras partes interessadas em toda a cadeia de suprimentos de amônia — da produção e logística aos sistemas de segurança e suporte regulatório.

Caso sejam bem-sucedidas, as empresas poderão lançar no mercado um sistema de turbina a gás movido 100% a amônia até 2030, oferecendo aos produtores de energia uma nova ferramenta na transição para emissões líquidas zero sem abandonar a tecnologia comprovada de turbinas a gás.