eólica

Alemania quiere almacenar el viento en forma de hidrógeno para generar electricidad a demanda

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No es el primer proyecto pero seguramente sí el más ambicioso. El Gobierno alemán acaba de hacerlo público: quiere utilizar energía eólica para romper la molécula del agua (H2O), extraer así hidrógeno (H2), almacenarlo en forma de gas y utilizarlo como combustible para los vehículos o como fuente de electricidad a demanda, es decir, cuando haga falta. El proyecto pretende evitar que se desperdicie la energía que no pueden inyectar en las redes eléctricas los parques eólicos alemanes cuando sopla mucho el viento y es baja la demanda, por ejemplo, a determinadas horas de la noche.
Alemania quiere almacenar el viento en forma de hidrógeno para generar electricidad a demanda

La distribuidora de electricidad Stadtwerke Mainz, el fabricante de gases industriales Linde, la multinacional Siemens y la Universidad de Ciencias Aplicadas de RheinMain acaban de hacer público el lanzamiento del proyecto, consistente en la construcción de una formidable central de electrólisis en el distrito de Hechtsheim, en Mainz (la electrolizadora es la instalación que rompe la molécula del agua y obtiene hidrógeno). Las obras del denominado Parque de la Energía de Mainz (Energiepark Mainz) comenzarán en la primavera de 2014, según han confirmado las partes. La iniciativa, que cuenta con un presupuesto de diecisiete millones de euros, está apoyada por el Ministerio Federal de Asuntos Económicos y Tecnología de Alemania.

De la electrólisis
Según sus promotores, después de su puesta en marcha, que está previsto suceda en 2015, el objetivo último del Energiepark Mainz es hacer "una significativa contribución al éxito de la Energiewende de Alemania" (que así ha denominado el gobierno de aquella nación al cambio de rumbo que quiere imprimir a su política energética, en pos de un horizonte cero nuclear y 100% renovable). Mainz quiere convertise así -según informan sus promotores- en una especie de "faro" de esa política. El proyecto consistiría en fin en la construcción de una planta de electrólisis que produzca con energías renovables hidrógeno para su almacenamiento, su distribución mediante camiones cisterna o su inyección en la red de gas natural para su uso en la generación de calor o electricidad.

Apoyo gubernamental
Según declaraciones de los directores de Stadtwerke, Werner Sticksel y Detlev Höhne, impulsar todo lo relacionado con el almacenamiento de energía es "absolutamente esencial" en el marco de la nueva política energética alemana -el Energiewende- y "el Parque de la Energía de Mainz proporciona una solución innovadora para esta cuestión clave". El sistema de electrólisis del hidrógeno será el corazón del parque. Desarrollado por Siemens, destaca por su formidable potencia, seis megavatios, lo que la convierte -según Siemens- en la electrolizadora más grande del mundo en su género (tecnología PEM, membrana de intercambio protónico).

Grosso modo, el electrolizador PEM convierte energía eléctrica en energía química. La conversión ocurre en dos cámaras, separadas por la membrana. Al aplicársele una tensión continua se produce la separación del agua en hidrógeno (H2) en el polo negativo, y en oxígeno en el polo positivo. Según el profesor Birgit Scheppat, de la Universidad de Ciencias Aplicadas de RheinMain, el objetivo final de este proyecto es ensayar la conversión de energía eólica en hidrógeno "a gran escala" para avanzar en el aprovechamiento, "en términos económicos y ecológicos, de la energía conseguida a partir de recursos volátiles". El proyecto está siendo apoyado por el Ministerio Federal de Asuntos Económicos y Tecnología de Alemania a través de sus Fondos para la Iniciativa de Almacenamiento de Energía.

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Antonio
automóvil: comprimir el gas H2 a altas presiones ≈ 700 atm (posibilidad de que explote el tanque) licuar el gas H2 a bajas temperaturas ≈ 20 ºK = -253 º El hidrógeno líquido tiene una temperatura de -253°C, y sin un aislamiento adecuado, el hidrógeno líquido se evapora rápidamente. Para resolver este inconveniente, BMW ha desarrollado un tanque superaislante de 93 litros de capacidad y doble pared de vacío. Con todo, un 2% del hidrógeno escapó de un vehículo parado. El hidrógeno líquido vuelve quebradizo el metal, y a diferencia del petróleo, no tiene propiedades lubricantes; además, el combustible a bajas temperaturas presenta mayores obstáculos para el desarrollo de una bomba de combustible y de un sistema de inyección eficientes. Si comparamos al hidrógeno con los combustibles tradicionales, la diferencia más importante a tener en cuenta es que el hidrógeno sólo deja como subproducto de su combustión vapor de agua, mientras que los otros además producen dióxido y monóxido de carbono. De ahí que resulte ser un combustible limpio, no contaminante. Esta característica sumada al hecho de existir tanta agua en el planeta, lo convierten en un combustible renovable, abundante e inagotable (ya que realiza un ciclo). Comparativa de costes / combustibles en un vehículo Un vehículo circulando a 100 km/hora durante una 1 hora, recorre 100 km y si consume 7 litros de gasolina/gasoil (5,25 kg) cuesta unos 10 €. Vehículo con Motor de Combustión Interna de Gasolina/ Gasoil: 10 € 7 litros 5,25 kg Pgas = 44 MJ/kg Wgas = 44 MJ/kg * 5,25 kg = 231 MJ ηmci ≈ 30 % Wmec = 0,30 * 231 MJ = 69 MJ Es decir necesitamos una energía de 69 MJ (circulando a 100 km/hora durante una 1 hora, con este coche sea cual sea el tipo de motor). Vehículo con Motor Eléctrico por Baterías: Wmec = 69 MJ ηbat ≈ 50 % Wbat = 69 MJ / 0,50 = 138 MJ El kW hora cuesta unos 0,10 € + tasas + contador + … total 1 kW hora cuesta unos 0,20 € 1 kW hora = 1 kJ/s hora * 3600 s/hora = 3600 kJ = 3,6 MJ y cuesta unos 0,20 € 138 MJ * 0,20 €/3,6 MJ = 8 € más barato que gasolina/ gasoil, al principio, ya que las baterías pierden rendimiento y cuando éste baje a ηbat ≈ 25 % nos costará 16 € y la autonomía bajará a la mitad ( al principio 80 km y luego 40 km por ejemplo). Ahora hay que poner baterías nuevas, una pasta para poca potencia y autonomía. Vehículo con Motor Eléctrico por Hidrógeno con Pila de Combustible: Wmec = 69 MJ ηpdc ≈ 50 % WH2 = 69 MJ / 0,50 = 138 MJ PH2 = 120 MJ/kg 1,15 kg de H2 para producir el H2 mediante electrolisis con un rendimiento de ηelec ≈ 50 % Welec = 138 MJ / 0,50 = 276 MJ consumiremos 276 MJ de electricidad que nos costarán 276 MJ * 0,20 €/3,6 MJ = 16 € además la pila de combustible (motor químico de oxidación/reducción) es cara y dura poco. Mal asunto. Vehículo con Motor de Combustión Interna de Hidrógeno: Wmec = 69 MJ ηmci ≈ 30 % WH2 = 69 MJ / 0,30 = 230 MJ PH2 = 120 MJ/kg 1,92 kg de H2 para producir el H2 mediante electrolisis con un rendimiento de ηelec ≈ 50 % Welec = 230 MJ / 0,50 = 460 MJ consumiremos 460 MJ de electricidad que nos costarán 460 MJ * 0,20 €/3,6 MJ = 25 € El tema está complicado. De aquí hasta que se acabe la gasolina/gasoil mejorarán los rendimientos pero no de forma espectacular. Mover el coche saldrá bastante más caro, si bien dada la tendencia del aumento de aerogeneradores, puede llegar un momento en que, por la noche, la producción de energía eléctrica sea superior a la demanda, y se aproveche el exceso para producir hidrógeno a un precio más competitivo, ya veremos. Un aerogenerador de palas de 60 m con un rendimiento o Coeficiente de potencia de η = Cp = 0,20: Potencia del viento Ẇ viento (w) = ½ ρ A v³ = ½ 1,2 Π 60² v³ = 6800 v³ (w) Potencia del aerogenerador Ẇ aero (w) = Cp Ẇ viento = Cp 6800 v³ = 1350 v³ (w) Si cuesta 10 millones de € diseñarlo, fabricarlo e instalarlo y funciona 20 años con un gasto anual (gestión más mantenimiento) de 1.000.000 € costará en total: 10.000.000 + 20 * 1.000.000 = 30.000.000 € (30 millones de €) Habrá que ganar algo ( 10 millones de € ), por tanto tendremos que ingresar 40 millones de € La compañía eléctrica (Iberdrola por ejemplo) nos cobra 1 kW hora = 3,6 MJ a 0,20 € pero lo pagará a 1 kW hora = 3,6 MJ a 0,05 € entre otras cosas porque en el transporte por la red eléctrica hay pérdidas. Por tanto para hacer posible el proyecto necesitamos generar : W = 40.000.000 € 3,6 MJ/0,05 € = 2.880.000.000 MJ en los 20 años. Tenemos que encontrar un emplazamiento que nos asegure una velocidad mínima v durante 12 horas diarias, tal que: Ẇ aero = 1350 v³ = W/t = 2.880.000.000 MJ / ( 20 años * 365 días/año * 12 horas/día * 3600 s/hora) = 9,13 MJ/s = 9,13 Mw = 9.130.000 (w) 1350 v³ = 9.130.000 => v³ = 9.130.000 / 1350 = 6763 => v = 19 m/s El tema sigue estando jodido: no hay tantos sitios que te aseguren esa velocidad mínima del viento v = 19 m/s durante 12 horas diarias. Si bajamos los gastos e ingresos a la mitad (20 millones de €): v³ = 6763 /2 => v = 15 m/s Si además aumentamos el Cp del aerogenerador al doble Cp = 0,40 : v³ = 6763 /4 => v = 12 m/s Por ahí van los tiros. jasf1961.wordpress.com
Antonio
automóvil: comprimir el gas H2 a altas presiones ≈ 700 atm (posibilidad de que explote el tanque) licuar el gas H2 a bajas temperaturas ≈ 20 ºK = -253 º El hidrógeno líquido tiene una temperatura de -253°C, y sin un aislamiento adecuado, el hidrógeno líquido se evapora rápidamente. Para resolver este inconveniente, BMW ha desarrollado un tanque superaislante de 93 litros de capacidad y doble pared de vacío. Con todo, un 2% del hidrógeno escapó de un vehículo parado. El hidrógeno líquido vuelve quebradizo el metal, y a diferencia del petróleo, no tiene propiedades lubricantes; además, el combustible a bajas temperaturas presenta mayores obstáculos para el desarrollo de una bomba de combustible y de un sistema de inyección eficientes. Si comparamos al hidrógeno con los combustibles tradicionales, la diferencia más importante a tener en cuenta es que el hidrógeno sólo deja como subproducto de su combustión vapor de agua, mientras que los otros además producen dióxido y monóxido de carbono. De ahí que resulte ser un combustible limpio, no contaminante. Esta característica sumada al hecho de existir tanta agua en el planeta, lo convierten en un combustible renovable, abundante e inagotable (ya que realiza un ciclo). Comparativa de costes / combustibles en un vehículo Un vehículo circulando a 100 km/hora durante una 1 hora, recorre 100 km y si consume 7 litros de gasolina/gasoil (5,25 kg) cuesta unos 10 €. Vehículo con Motor de Combustión Interna de Gasolina/ Gasoil: 10 € 7 litros 5,25 kg Pgas = 44 MJ/kg Wgas = 44 MJ/kg * 5,25 kg = 231 MJ ηmci ≈ 30 % Wmec = 0,30 * 231 MJ = 69 MJ Es decir necesitamos una energía de 69 MJ (circulando a 100 km/hora durante una 1 hora, con este coche sea cual sea el tipo de motor). Vehículo con Motor Eléctrico por Baterías: Wmec = 69 MJ ηbat ≈ 50 % Wbat = 69 MJ / 0,50 = 138 MJ El kW hora cuesta unos 0,10 € + tasas + contador + … total 1 kW hora cuesta unos 0,20 € 1 kW hora = 1 kJ/s hora * 3600 s/hora = 3600 kJ = 3,6 MJ y cuesta unos 0,20 € 138 MJ * 0,20 €/3,6 MJ = 8 € más barato que gasolina/ gasoil, al principio, ya que las baterías pierden rendimiento y cuando éste baje a ηbat ≈ 25 % nos costará 16 € y la autonomía bajará a la mitad ( al principio 80 km y luego 40 km por ejemplo). Ahora hay que poner baterías nuevas, una pasta para poca potencia y autonomía. Vehículo con Motor Eléctrico por Hidrógeno con Pila de Combustible: Wmec = 69 MJ ηpdc ≈ 50 % WH2 = 69 MJ / 0,50 = 138 MJ PH2 = 120 MJ/kg 1,15 kg de H2 para producir el H2 mediante electrolisis con un rendimiento de ηelec ≈ 50 % Welec = 138 MJ / 0,50 = 276 MJ consumiremos 276 MJ de electricidad que nos costarán 276 MJ * 0,20 €/3,6 MJ = 16 € además la pila de combustible (motor químico de oxidación/reducción) es cara y dura poco. Mal asunto. Vehículo con Motor de Combustión Interna de Hidrógeno: Wmec = 69 MJ ηmci ≈ 30 % WH2 = 69 MJ / 0,30 = 230 MJ PH2 = 120 MJ/kg 1,92 kg de H2 para producir el H2 mediante electrolisis con un rendimiento de ηelec ≈ 50 % Welec = 230 MJ / 0,50 = 460 MJ consumiremos 460 MJ de electricidad que nos costarán 460 MJ * 0,20 €/3,6 MJ = 25 € El tema está complicado. De aquí hasta que se acabe la gasolina/gasoil mejorarán los rendimientos pero no de forma espectacular. Mover el coche saldrá bastante más caro, si bien dada la tendencia del aumento de aerogeneradores, puede llegar un momento en que, por la noche, la producción de energía eléctrica sea superior a la demanda, y se aproveche el exceso para producir hidrógeno a un precio más competitivo, ya veremos. Un aerogenerador de palas de 60 m con un rendimiento o Coeficiente de potencia de η = Cp = 0,20: Potencia del viento Ẇ viento (w) = ½ ρ A v³ = ½ 1,2 Π 60² v³ = 6800 v³ (w) Potencia del aerogenerador Ẇ aero (w) = Cp Ẇ viento = Cp 6800 v³ = 1350 v³ (w) Si cuesta 10 millones de € diseñarlo, fabricarlo e instalarlo y funciona 20 años con un gasto anual (gestión más mantenimiento) de 1.000.000 € costará en total: 10.000.000 + 20 * 1.000.000 = 30.000.000 € (30 millones de €) Habrá que ganar algo ( 10 millones de € ), por tanto tendremos que ingresar 40 millones de € La compañía eléctrica (Iberdrola por ejemplo) nos cobra 1 kW hora = 3,6 MJ a 0,20 € pero lo pagará a 1 kW hora = 3,6 MJ a 0,05 € entre otras cosas porque en el transporte por la red eléctrica hay pérdidas. Por tanto para hacer posible el proyecto necesitamos generar : W = 40.000.000 € 3,6 MJ/0,05 € = 2.880.000.000 MJ en los 20 años. Tenemos que encontrar un emplazamiento que nos asegure una velocidad mínima v durante 12 horas diarias, tal que: Ẇ aero = 1350 v³ = W/t = 2.880.000.000 MJ / ( 20 años * 365 días/año * 12 horas/día * 3600 s/hora) = 9,13 MJ/s = 9,13 Mw = 9.130.000 (w) 1350 v³ = 9.130.000 => v³ = 9.130.000 / 1350 = 6763 => v = 19 m/s El tema sigue estando jodido: no hay tantos sitios que te aseguren esa velocidad mínima del viento v = 19 m/s durante 12 horas diarias. Si bajamos los gastos e ingresos a la mitad (20 millones de €): v³ = 6763 /2 => v = 15 m/s Si además aumentamos el Cp del aerogenerador al doble Cp = 0,40 : v³ = 6763 /4 => v = 12 m/s Por ahí van los tiros.72
PEDRO VALDERRAMA
BUENAS TARDES , SOY DIRECTOR DE GREEN SOLUTIONS 360, EMPRESA QUE POSEE 6 PROTOTIPOS DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA CON ENERGÍAS RENOVABLES NO CONVENCIONALES ( ERNC) Y DE FUENTE INAGOTABLE. EL MAS EFICIENTE DE ELLOS, ES CAPAZ DE SUPERAR EN 20 VECES LA GENERACIÓN DE UN AEROGENERADOR , NO SUFRE DE LA INTERMITENCIA QUE AFECTA A LA ENERGÍA EÓLICA Y OTRAS ENERGIAS. UNO DE SUS COMPONENTES, ES UN AGENTE ALTAMENTE CONTAMINANTE, COMO LO ES (EL ACEITE AUSADO O QUEMADO), QUE RETIRAMOS DEL MEDIO AMBIENTE PARA REUTILIZARLO. ESTE PROTOTIPO ESTA EN ESTOS MOMENTOS SOMETIDO A ESTUDIOS EN ESTADOS UNIDOS EN LA OFICINA DE PATENTES Y SE ME OTORGO UN ESTATUS DE (PENDIENTE DE PATENTE). UNA DE LAS MAYORES VENTAJAS DE ESTE PROTOTIPO ES QUE ES PERFECTAMENTE ESCALABLE Y HACIENDO UNOS CAMBIOS EN SU DISEÑO INICIAL Y MANTENIENDO SU PRINCIPIO, PUEDE ALCANZAR LA DEMANDA REQUERIDA, EN EL LUGAR DONDE SE NECESITE GENERARLA , AHORRANDOSE GRANDES COSTOS DE TRANSFORMACION, TRANSMISION Y DISTRIBUCION DE ENERGIA ELECTRICA. NUESTRA EMPRESA BUSCA ACUERDOS ESTRATÉGICOS CON GOBIERNOS, INSTITUCIONES, EMPRESAS, INVERSIONISTAS,HOTELES. PARA DESARROLLARLO EN COOGENERACION, SU RETORNABILIDAD ES INMEDIATA. ABSORBE CO2 , MEJORANDO EL ESTADO DEL AIRE EN SU ENTORNO Y COMO RESIDUO, PRODUCE UN FERTILIZANTE, ESTE PROCESO ES OPCIONAL YA QUE NO INTERFIERE EN EL MECANISMO DE GENERACION PERO APORTA UN VALOR AGREGADO PARA EL CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE. ESTA INFORMACIÓN PUEDE SER VALIOSA PARA USTED O SUS CLIENTES Y PODEMOS BUSCAR ALGUNA ALIANZA ESTRATÉGICA Y CONVENIENTE. PEDRO ENRIQUE VALDERRAMA ARTILES MIS TELEFONOS SON 0212 3832135Y MOVIL 04143073546 VENEZUELA, TWTTER @PEDROVALDERRAMA
Fukushima4ever
Atentos al nombre: "Ministerio Federal de Asuntos Económicos y Tecnología". Estos se descojonan cuando ven todo el sol que tenemos aquí y que el ministerio diga que queremos convertirnos en el mercado de referencia del gas en toda Europa.
Serranillos
Aparte del indudable interés del proyecto, nos permite comprobar que Alemania tiene un claro plan energético, un objetivo industrial de apoyo a sus empresas y una indudable vocación medioambiental. No solo lo tienen claro, sino que además lo ponen en practica. Sana envidia me dan al compararlo con nuestro país. Allí todo alineado con el interés del país y sus ciudadanos. Aquí solo se desarrolla lo que favorece al interés particular de políticos y empresas dominantes.
I.Maule
No seré yo quien diga que no a la idea en general. Pero el proceso es bien conocido desde hace muchísimos años, y es caro e inestable. Además, se está favoreciendo a una gran multinacional, Siemens. Existen métodos mucho más sencillos, estables, y baratos, para almacenar la eólica y la solar. Por ej., la fotovoltaica para recarga de móviles, portátiles, y todo tipo de útiles electrónicos, todos en régimen de autoconsumo. Muchos de ellos no se han desarrollado por falta de interés, pero de vez en cuando aparecen por las redes sociales. El mismo H.Scheer lo observó en sus libros: si no hay almacenamiento es porque no se quiere, y no se investiga. todosobreenergia.com
M. VAN NUFFEL
Otro hito en el desarrollo de la economia del hidrogeno. Wieder ein Meilenstein um Wasserstoff H2 als speicherbares energietraeger voran zu bringen. Siehe auch linkedin the group: "Hydrogen a fuel with power"
Jota
Y en este país seguimos hablando del déficit tarifario, que solo sirve para el negocio de unos pocos. Cuando vamos a tener empresarios de verdad en el sector eléctrico