Central eléctrica de gas

Las turbinas de gas industriales se diferencian de las aeronáuticas en que sus bastidores, cojinetes y álabes son de construcción más robusta. Además, están mucho más integradas con los dispositivos que alimentan —a menudo un generador eléctrico— y con los equipos de energía secundaria que se utilizan para recuperar la energía residual (principalmente calor).

Las turbinas de gas pueden ser particularmente eficientes cuando el calor residual de la turbina se recupera mediante un generador de vapor de recuperación de calor (HRSG) para alimentar una turbina de vapor convencional en una configuración de ciclo combinado . ^{[ 7 ]} La General Electric 9HA de 605 MW alcanzó una tasa de eficiencia del 62,22 % con temperaturas tan altas como 1540 °C (2800 °F) . ^{[ 8 ]} Para 2018, GE ofrece su HA de 826 MW con una eficiencia superior al 64 % en ciclo combinado debido a los avances en la fabricación aditiva y los avances en la combustión, un aumento con respecto al 63,7 % en los pedidos de 2017 y en camino de alcanzar el 65 % a principios de la década de 2020. ^{[ 9 ]} En marzo de 2018, GE Power alcanzó una eficiencia bruta del 63,08 % para su turbina 7HA. ^{[ 10 ]}  

Las turbinas de gas aeroderivadas también pueden utilizarse en ciclos combinados, lo que resulta en una mayor eficiencia, aunque no tan alta como la de una turbina de gas industrial diseñada específicamente para este fin. Asimismo, pueden funcionar en una configuración de cogeneración : los gases de escape se utilizan para la calefacción de espacios o agua, o bien impulsan un enfriador de absorción para enfriar el aire de admisión y aumentar la potencia de salida, tecnología conocida como refrigeración del aire de admisión de la turbina .

Otra ventaja significativa es su capacidad de encenderse y apagarse en cuestión de minutos, suministrando energía durante los picos de demanda o cuando no está programada. Dado que las centrales eléctricas de ciclo único (solo turbina de gas) son menos eficientes que las de ciclo combinado, suelen utilizarse como centrales de punta , que operan desde varias horas al día hasta unas pocas docenas de horas al año, dependiendo de la demanda de electricidad y la capacidad de generación de la región. En zonas con escasez de capacidad de centrales eléctricas de carga base y de seguimiento de carga, o con bajos costes de combustible, una central eléctrica de turbina de gas puede operar regularmente la mayor parte del día. Una gran turbina de gas de ciclo único suele producir entre 100 y 400 megavatios de energía eléctrica y tiene una eficiencia termodinámica  del 35-40 % . ^{[ 11 ]}

Las centrales de gas y vapor utilizan gas para alimentar calderas que producen vapor para hacer girar turbinas de vapor. Muchas de estas centrales se construyeron durante el siglo XX como alternativa directa a las centrales de carbón. Carecen de la capacidad de arranque rápido de las centrales de turbina de gas de ciclo simple y son mucho menos eficientes que las centrales de ciclo combinado. Debido a su antigüedad y deficiencias, representan la gran mayoría de las centrales de gas que se desmantelan en Estados Unidos; sin embargo, siguen siendo una opción para prolongar la vida útil de las centrales de carbón y reducir las emisiones mediante la conversión a quemadores de gas. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

Los motores de combustión interna alternativos suelen tener una potencia inferior a 20 MW, por lo que son mucho más pequeños que otros tipos de generadores de electricidad alimentados con gas natural, y se utilizan normalmente para energía de emergencia o para equilibrar energías renovables variables como la eólica y la solar. ^{[ 18 ]}

Muy pocas centrales eléctricas cuentan con sistemas de captura y almacenamiento de carbono . ^{[ 24 ]}

Las centrales eléctricas de gas pueden modificarse para funcionar con hidrógeno , ^{[ 25 ]} y según General Electric, una opción económicamente más viable que la CCS sería utilizar cada vez más hidrógeno en el combustible de la turbina de gas. ^{[ 26 ]} El hidrógeno puede crearse inicialmente a partir de gas natural mediante reformado con vapor o calentándolo para precipitar el carbono, como un paso hacia una economía del hidrógeno , reduciendo así las emisiones de carbono. ^{[ 27 ]} Sin embargo, otros opinan que el hidrógeno bajo en carbono (como el hidrógeno natural ) debería utilizarse para fines más difíciles de descarbonizar , como la fabricación de fertilizantes , por lo que podría no haber suficiente para la generación de electricidad. ^{[ 28 ]}

A partir de 2019Algunas centrales eléctricas de gas se están retirando porque no pueden detenerse y arrancar con la suficiente rapidez. ^{[ 29 ]} A pesar de la disminución del costo de la energía renovable variable, la mayoría de las centrales eléctricas de gas existentes siguen siendo rentables, especialmente en países sin un precio del carbono , debido a su generación gestionable y a que los precios del gas de esquisto y del gas natural licuado han disminuido desde su construcción. ^{[ 30 ]} Incluso en lugares con un precio del carbono, como la UE, las centrales eléctricas de gas existentes siguen siendo económicamente viables, en parte debido a las crecientes restricciones a la energía generada con carbón debido a su contaminación. ^{[ 31 ]}