Almacenamiento de energía Respuesta a la demanda

El almacenamiento de energía: un arma eficaz en la lucha contra las emisiones

30 enero 2020 por Radoslav Stompf
El almacenamiento de energía: un arma eficaz en la lucha contra las emisiones

Con el aumento de las temperaturas y la mayor frecuencia de catástrofes naturales causadas por fenómenos meteorológicos extremos, los debates sobre la reducción o incluso la eliminación del CO2 y los gases de efecto invernadero son cada vez más intensos. Por desgracia, no todos los sectores e industrias son tan fáciles de descarbonizar.

Un estudiode 2018 ha identificado esos sectores problemáticos y ha cuantificado su participación en las emisiones totales. Como muestra el gráfico, más de una cuarta parte de todas las emisiones de CO2 son las emisiones difíciles de eliminar. Aunque las tecnologías actuales pueden ayudarnos a combatirlas, a menudo se encuentran en una fase inicial, por lo que son muy costosas. Además, la voluntad política de invertir en esas tecnologías es simplemente insuficiente en muchos países.

Cuando se trata de la aviación, el transporte marítimo y el transporte por carretera de larga distancia, los combustibles alternativos podrían ser el mejor camino a seguir. Así, el hidrógeno, el amoníaco, los biocombustibles o los combustibles sintéticos siguen teniendo en común una cosa: su precio. Simplemente no pueden competir con los combustibles fósiles clásicos. El aumento de su adopción y uso podría hacer bajar los precios y atraer nuevas inversiones en investigación y desarrollo. La motivación por parte de los clientes es, lamentablemente, insuficiente.

El precio también juega un papel importante en la producción de cemento, hierro y acero. Estos materiales son cruciales para la economía moderna y extremadamente difíciles de descarbonizar. Sí, lo estamos intentando.Europa, por ejemplo, está haciendo un gran trabajo. Pero todos sus esfuerzos siguenenfrentándose a la competencia fuerte y barata de los países que no se preocupan tanto por la reducción del CO2. Por ejemplo, China. Lo que necesitamos es una solución global.

Respuesta a la demanda

En el sector energético, el cambio a las fuentes de energía renovables (FER) parece ser una solución lógica y económica para hacer frente a las emisiones. En el caso de la electricidad, hay una regla particular que hay que respetar. La cantidad de electricidad producida debe ser igual a la cantidad de electricidad necesaria en un momento determinado. Ni más ni menos. Esto puede ser un reto para las fuentes de energía verde, variables e imprevisibles, como los paneles solares.

Cada excedente o deficiencia de energía debe equilibrarse con tecnologías de respuesta rápida. Por ejemplo, centrales eléctricas de combustibles fósiles para generar energía, centrales hidroeléctricas de bombeo para almacenar la energía sobrante. Esto implica toneladas de emisiones de CO2. Por tanto, la descarbonización del sector energético no tiene por qué ser tan difícil. Con FUERGY, todo el mundo puede empezar a reducir las emisiones de CO2 ahora.

El mayor mérito de la eliminación de las emisiones de carbono en los últimos años se debe a latransición de las centrales eléctricas de carbón a las de gas. Lo que también hemos descubierto es que, en lugar de sustituir a las centrales eléctricas fósiles, las renovables sólo cubren la creciente demanda de energía. En 2018, si no quisiéramos seguir construyendo más y más centrales eléctricas fósiles,deberíamos haber instalado 3,5 veces más renovables que en la realidad. Sin embargo, todavía podemos esperar la lenta eliminación de los combustibles fósiles en el sector energético. Las energías renovables por sí solas no tienen suficiente potencia para sustituir completamente a las centrales fósiles. Sobre todo por su naturaleza imprevisible. Sin embargo, combinadas con tecnología inteligente y almacenamiento de energía, pueden hacer temblar los cimientos del sector energético tal y como lo conocemos.

Soleado pero con viento, lluvioso por la noche

Así es como debería sonar la previsión meteorológica ideal para las renovables. Por desgracia, no sabemos cómo controlar el tiempo (todavía), por lo que el suministro de electricidad depende en gran medida de las centrales de respaldo. Sin embargo, el desajuste entre la producción y el consumo provocado por los picos de consumo diarios, los fenómenos extremos (por ejemplo, las olas de calor) o el cambio de las estaciones tiene una solución con cero emisiones de carbono: el almacenamiento de energía. Hay cuatro categorías principales de almacenamiento de energía: mecánica, química, electroquímica y térmica.

La mejor manera de hacer frente a los desequilibrios a corto plazo provocados por los picos de consumo, comola curva del Pato,es la batería de iones de litio ("li-ion"). Gracias a su escalabilidad, esta bateríaes ideal para las instalaciones domésticas. Para aprovecharla al máximo (económicamente y en términos de capacidad), es necesario cargar y descargar la batería con relativa frecuencia, incluso varias veces al día.

Una tecnología como "brAIn"de FUERGY no sólopuede elaborar predicciones muy precisas sobre la producción y el consumo de energía del lugar, sino que también puede responder rápidamente y gestionar la batería según las necesidades específicas.

Energía para los malos tiempos

El almacenamiento de energía a largo plazo (entiéndase semanas o meses) es un hueso duro de roer. Además de las baterías, hay otros métodos que pueden conservar eficazmente la energía durante más tiempo.

Los métodos mecánicos que utilizan la energía cinética y gravitacional no sólo son tecnológicamente muy sencillos, sino también muy resistentes a las pérdidas de energía con el paso del tiempo. Aparte de las tecnologías mecánicas clásicas como los generadores de aire comprimido o de bombeo, tenemos lostrenes de gravedad de hormigón que suben y bajan la colina, o las grúas que muevenlos bloques de hormigón. El uso de la infraestructura existente o de las condiciones naturales favorables también puede ayudar a que esas tecnologías alternativas sean económicamente más viables. En el Reino Unido, por ejemplo, quieren utilizarlos pozos mineros en desuso basándose en el sistema de cabrestante y polipasto.

El almacenamiento de energía en forma de calor es, en algunos casos, sorprendentemente más eficiente. Sobre todo para plazos más largos. Basta con calentar los materiales como la arena, el hormigón o diferentes tipos de rocas. El subsuelo ofrece entonces un gran aislamiento para la conservación del calor. El mayor pozo de almacenamiento de calor térmico del mundo, con un volumen de agua de 200 000 m3, se encuentra en Vojens(Dinamarca). La planta de calefacción solar combinada con el almacenamiento puede suministrar hasta el 50% de la producción anual de calor local a la red.

Los combustibles alternativos son una solución química para el almacenamiento de energía a largo plazo y las baterías electroquímicas también tienen su lugar en esta categoría. La batería de flujo redox (RFB) utiliza dos electrolitos (un anolito y un catolito) para almacenar la energía. Esta batería tiene una larga vida útil y una gran resistencia a la autodescarga. Sin embargo, el relleno más adecuado parece ser el costoso vanadio. Por ello, los investigadores están desarrollando intensamente alternativas más baratas basadasen compuestos orgánicos. La mayor batería de flujo redox de vanadio, con una capacidad de 800 MWh, debería entraren funcionamiento en 2020 en Dalian (China).

Las tecnologías que pueden ayudarnos a eliminar las emisiones de carbono están a nuestro alcance. Algunas de ellas sólo necesitan más tiempo para su puesta a punto. Lo que más necesitamos, en primer lugar, es una mentalidad política orientada al medio ambiente y más fondos para su desarrollo y adopción masiva. Mientras tanto, podemos hacer nuestra parte como individuos. ¿Cómo? Te daremos algunos consejos en uno de nuestros próximos artículos ;-) No olvides seguir a FUERGY enlas redes sociales.


Sobre Radoslav Stompf

Stompf

Radoslav Stompf es cofundador y director general de FUERGY. Radoslav tiene más de 20 años de experiencia en el desarrollo de sistemas de control y optimización para la industria energética. Fue consultor de aplicaciones senior para un proveedor de soluciones informáticas integrales para empresas energéticas e industriales en Europa Central. En 2014, cofundó SmartEn, donde aseguró la optimización de la energía para grandes clientes en cifras de más de 10 millones de euros anuales. La misión de Radoslav es ayudar a dar forma al futuro del mercado energético mundial.


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