Condado de Minnesota enfrenta desafio na descarbonização de sistema de energia distrital bem conservado

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• A visão de um condado de Minnesota de descarbonizar um sistema de energia distrital de 15 prédios enfrenta dificuldades econômicas e práticas no curto prazo, disseram duas pessoas envolvidas no projeto na conferência anual da International District Energy Association no início deste mês.
• Eliminar completamente o vapor era inviável, com um grande hospital de rede de segurança como o principal cliente do circuito de vapor bem conservado do sistema do Condado de Hennepin , e mudar para caldeiras elétricas provavelmente seria proibitivamente caro, disse James Bohn, diretor da FVB Energy.
• A longo prazo, o Condado de Hennepin prevê atender a uma grande expansão hospitalar planejada com um sistema de troca de calor alimentado por eletricidade, apoiado pela combinação atual de equipamentos elétricos e de combustível fóssil, que poderia eventualmente funcionar com gás natural renovável à medida que os mercados para esse combustível se desenvolvem, disse Bohn.

O Centro de Energia do Condado de Hennepin fornece vapor de alta pressão e água gelada para seis prédios do condado e diversos clientes particulares no centro de Minneapolis, incluindo o hospital. O condado, o maior de Minnesota, pretende reduzir o impacto ambiental da instalação ao longo do tempo , com a meta de reduzir em 45% as emissões de gases de efeito estufa até 2030 e atingir zero emissões líquidas até 2050.

A análise de Bohn considerou uma “gama de opções potenciais” para a descarbonização a curto prazo, incluindo melhorias na eficiência de edifícios, fontes alternativas de vapor e uma mudança do vapor para um circuito de água quente, disse ele.

Com Minnesota avançando em direção à sua meta legislativa de eletricidade 100% livre de carbono até 2040 , concentrar-se na eletrificação do máximo possível do sistema era tentador, disse Bohn. Mas os rigorosos requisitos de confiabilidade do hospital e o uso de vapor para outros processos críticos, como a esterilização de instrumentos, tornaram impraticável a eliminação do vapor no curto prazo, disse ele.

“Você não pode simplesmente entrar em um hospital e dizer que vai mudar as coisas [e] que vai ficar acordado a 'maior parte' do tempo”, disse Bohn. “Você tem partes interessadas importantes que têm direito a voto.”

O uso intenso de vapor do hospital e as boas condições do sistema significam que a conversão de água quente não é econômica no curto prazo, disse David McNary, diretor assistente de serviços ambientais do Departamento de Serviços Ambientais do Condado de Hennepin.

“Dave fez um trabalho muito bom” mantendo o sistema, brincou Bohn.

Com a conversão total de vapor para água quente descartada no momento, Bohn e McNary analisaram o que seria necessário para trocar as caldeiras de combustível fóssil da instalação por caldeiras elétricas.

Eles concluíram que o custo seria proibitivo — cerca de US$ 480 por tonelada de carbono economizada, disse Bohn. Nem Minnesota nem os Estados Unidos possuem um sistema formal de precificação de carbono; a Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) sob o governo do presidente Biden propôs um preço de US$ 190/tonelada para o carbono . Em maio, o governo Trump determinou que as agências federais parassem de considerar o custo da poluição por carbono na maioria das situações.

Em contraste com suas caldeiras de combustível fóssil, os dois resfriadores a vapor da HCEC — que usam cerca de 16% da energia produzida pelas caldeiras, disse Bohn — são uma solução relativamente fácil para a descarbonização.

No próximo ano, o condado começará a planejar a implantação dos chillers a vapor York em 2029, que devem custar cerca de US$ 9 milhões à vista e não exigirão melhorias significativas na infraestrutura, disse McNary. Os novos chillers reduzirão as emissões diretas de carbono da instalação em 26%, de acordo com um slide exibido na apresentação.

A conversa entre os gestores de instalações com uso intensivo de energia mudou de "como podemos atingir 100% de carbono livre agora" para "como podemos chegar a 80% do caminho de forma econômica e manter o ritmo", disse Bohn.

Uma medida aparentemente simples que poderia reduzir as emissões de carbono da HCEC em 18% — a aquisição de energia renovável da Xcel Energy, a concessionária local — ainda não foi tomada, disse Bohn. A meta era iniciar essas compras em 2023, mas a demanda por energia limpa é tão alta na região que a Xcel continua com atrasos.

“Você não precisa simplesmente preencher um formulário e enviá-lo” para iniciar o fluxo de elétrons limpos, disse Bohn.

A descarbonização completa no HCEC pode envolver tecnologias ainda incipientes, como gás natural renovável, hidrogênio verde ou captura de carbono, de acordo com McNary. O condado está considerando construir um digestor anaeróbico para fornecer seu próprio GNR, disse ele, mas, por enquanto, precisará comprá-lo de fornecedores terceirizados.

Isso seria caro — algo entre US$ 2 milhões e mais de US$ 3 milhões a mais por ano do que o gás fóssil, disse McNary.

“Isso é basicamente inviável”, disse ele. “[Mas] acredito que existe um cenário em que o RNG se tornará mais barato e viável com o tempo. Nos reuniremos em cinco anos e veremos o que acontece.”