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FLEXIBLE COMBINED PRODUCTION OF POWER, HEAT AND TRANSPORT FUELS FROM RENEWABLE ENERGY SOURCES

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Una central de energía híbrida ofrece flexibilidad del sistema energético durante todo el año

Un grupo de investigadores presentó un proceso innovador que ofrece un suministro energético flexible: electricidad y combustible para vehículos y calefacción. El proceso ofrece una ruta viable a fin de integrar las energías renovables en los edificios y el transporte, sin la necesidad de desechar ningún excedente de energía de los días soleados de verano.

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La proporción de fuentes de energía renovable variable en la cesta energética aumentar rápidamente con el paso del tiempo. Según la última previsión del mercado de energías renovables de la Agencia Internacional de la Energía, su capacidad se podría ampliar un 50 % entre 2019 y 2024. Aunque el crecimiento de las energías renovables ayuda a reducir las emisiones de carbono y a combatir el cambio climático, equilibrar su disponibilidad con diversos niveles de demanda de energía eléctrica supone un desafío. Por ejemplo, las tecnologías de energía eólica y solar solo producen energía durante los días soleados y con viento, respectivamente.

Biocombustibles sostenibles: qué impide su avance

El almacenamiento fiable de energía es el objetivo para liberar el amplio potencial de la energía renovable. El uso de hidrógeno en el almacenamiento de energía también resulta importante para las tecnologías de producción combinada de calor y electricidad (PCCE), las cuales se suelen encontrar en los sistemas de calefacción urbana y en los sistemas de calefacción central de grandes edificios. «Las vanguardistas tecnologías de PCCE han experimentado un grave estrés financiero en el complicado mercado eléctrico europeo. Existe una evidente necesidad de encontrar nuevas tecnologías de PCCE y calefacción urbana flexibles que puedan mantener la viabilidad económica en la creciente penetración de suministros energéticos variables», indica Esa Kurkela, coordinador del proyecto financiado con fondos europeos FLEXCHX. La trigeneración de energía, calor y un producto intermedio que se pueda refinar como carburante es una manera asequible de abordar el desafío de la escasa compatibilidad entre la disponibilidad de energía solar y la demanda de electricidad y calefacción. «Desde principios del año 2000, los biocombustibles avanzados son una parte esencial del desarrollo del transporte con bajas emisiones de carbono. Sin embargo, la aplicación industrial se ha visto obstaculizada. Una de las principales causas es el intento por conseguir una economía adecuada aprovechando las economías de escala. Eso lleva a construcciones de centrales extremadamente grandes (cuya potencia supera los 300 MW) que, en última instancia, los inversores consideraron que suponía un gran riesgo», añade Curdela. «También resulta improbable encontrar consumidores que pudiesen aprovechar de manera eficaz esas grandes cantidades de suministro de calor ofrecido por las centrales a gran escala».

El proceso FLEXCHX

El grupo de investigadores que trabaja en el proyecto FLEXCHX ha logrado presentar una central energética innovadora que suscita replantear cómo se combina la PCCE con energías renovables. «Hemos desarrollado un proceso integrado y flexible que combina la electrólisis del agua con la gasificación de biomasa y la licuefacción catalítica. Dicho proceso genera calor, energía y un vector energético intermedio —cera Fischer-Tropsch— que se puede procesar en un carburante mediante la utilización del equipamiento actual para el refinado de petróleo», explica Kurkela. Las centrales de FLEXCHX se pueden integrar en diversos sistemas de PCCE, tanto urbanos como industriales. «Durante el verano, se producen combustibles renovables a partir de la biomasa y el hidrógeno; el hidrógeno se produce a partir de la electrólisis del agua impulsada por la electricidad excedente de bajo coste de la red eléctrica. En los oscuros días de invierno, la central funciona con biomasa, que maximiza la producción de calor, electricidad y la cera Fischer-Tropsch. La mayoría de los componentes de la central se utilizan durante todo el año: solo la unidad de electrólisis está operativa en función de la estación», añade Curdela. Utilizar la misma central con flexibilidad, ya sea con biomasa o al combinarla con electricidad renovable, es algo radical. Las vanguardistas centrales de biomasa para la calefacción urbana se suelen utilizar solo durante los días fríos, aproximadamente unas cinco mil horas anuales. En cambio, el tiempo de funcionamiento anual de las unidades convencionales de electricidad a combustible que aprovechan la energía solar se limita a aproximadamente tres mil horas. La principal ventaja del proceso FLEXCHX es que durante todo el año produce electricidad, combustible y calor de forma permanente.

Palabras clave

FLEXCHX, biomasa, PCCE, calefacción urbana, carburante, cera Fischer-Tropsch, producción combinada de calor y electricidad

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