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Almacenar energía mediante aire líquido para facilitar la integración de renovables

Un trabajo realizado por investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) propone utilizar el almacenamiento de energía mediante aire líquido (Liquid Air Energy Storage o LAES, por sus siglas en inglés) para favorecer la integración de energías renovables en la red eléctrica.

Integrar tecnología de almacenamiento de energía mediante aire líquido en la red eléctrica española, con el fin de impulsar la penetración de las renovables en nuestro país, ha sido el objeto de un estudio tecno-económico realizado por un equipo de investigadores de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Diseño Industrial (ETSIDI) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM).

Los resultados de este trabajo revelan que este sistema de almacenamiento supone una alternativa competitiva frente a otras soluciones existentes, como el bombeo hidráulico, el aire comprimido o las baterías.

Este hallazgo supone un avance con muchas derivadas ya que la transición energética europea hacia la descarbonización se basa en aplicar un mayor uso de las energías renovables en la generación de electricidad. En España, se prevé que la contribución de energías renovables alcance en 2030 el 74 % de la generación total (según el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima, PNIEC); con el horizonte de lograr una economía neutra en emisiones de CO2 para el año 2050 en la Unión Europea.

Cabe decir que la integración de energías renovables en la red eléctrica es un problema complejo debido a su carácter intermitente y a la variabilidad de la demanda. En España, país de carácter peninsular, la dificultad se agrava al estar aislada energéticamente de otros países. En este contexto, el almacenamiento del exceso de energía eléctrica renovable se erige en un elemento fundamental si se pretende asegurar la continuidad del suministro.

¿Qué es el LAES (Liquid Air Energy Storage)?

Así, Irene Donoso Martín, una de las investigadoras del grupo, explica que "el almacenamiento de energía mediante aire líquido o LAES (Liquid Air Energy Storage) es una tecnología prometedora para equilibrar la oferta y la demanda de electricidad. Además de favorecer la penetración de las renovables, mejora su eficiencia al aprovechar excesos y reduce el impacto ambiental que supone la generación de energía eléctrica".

El ciclo LAES consta de dos fases: la correspondiente al almacenamiento (carga) y la posterior de recuperación de energía (descarga). En la fase de carga, la energía extraída de fuentes renovables se utiliza para licuar aire atmosférico que será almacenado a –190º C en un depósito aislado térmicamente. En la fase de descarga, parte de la energía almacenada se recupera evaporando el aire y expandiéndolo en varias turbinas.

Para incrementar la eficiencia del proceso de carga y descarga (y, en definitiva, del ciclo) se recupera, por un lado, parte del frío cedido por el aire en su proceso de evaporación; este se almacena en un depósito con lecho compacto de rocas para utilizarse más tarde en el proceso de enfriamiento del aire comprimido. Por otro lado, se aprovecha el calor extraído en la compresión mediante un aceite térmico que será empleado más adelante para recalentar el aire antes de turbinarlo.

Almacenar energia aire liquido UPM esquema laes 2

Ciclo de la tecnlogía LAES (Liquid Air Energy Storage). Esquema conceptual (Autor: Irene Donoso Martín, investigadora de la UPM).

Beneficios de la tecnología LAES

Frente a otras tecnologías de almacenamiento de energía, LAES presenta ventajas, como su elevada densidad energética (energía almacenada por unidad de volumen) y su escalabilidad. A diferencia del almacenamiento de energía por bombeo hidráulico y por aire comprimido, LAES no presenta restricciones geográficas ni ambientales; y además permite almacenar más energía que las baterías.

El gran despliegue de la energía eólica y fotovoltaica que se prevé en España para los próximos años hará necesario almacenar energía durante la noche y descargarla durante las horas pico del día. Según el estudio realizado por la UPM, los costes estimados de la electricidad y del almacenamiento son de 150 euros/MWh y 50 euros/MWh, respectivamente.

"La tecnología LAES resulta una alternativa competitiva frente a otras, como las de bombeo hidráulico y aire comprimido. Esperamos que los resultados de esta investigación tengan un impacto socio-económico que impulse el desarrollo de esta tecnología para mitigar los efectos del calentamiento global y la creación de nuevos puestos de trabajo en la industria energética", exponen los investigadores de la UPM.

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