Muchos países esperan poder generar electricidad sin combustibles fósiles en el futuro. Sin embargo, el reto no es tanto conseguirlo sino poder asegurar el suministro para cubrir la demanda de energía en todo momento. Por ello, Siemens, compañía global líder en tecnología, ha desarrollado soluciones que permiten almacenar electricidad procedente de fuentes renovables y transformarla en otras formas de energía.

Pero la transición hacia un nuevo mix energético capaz de asegurar el suministro de calor y electricidad sin recurrir a los combustibles fósiles está todavía lejos de alcanzarse. Al menos así lo asegura el Profesor Armin Schnettler, Director Siemens Corporate Technology’s Research, del departamento de Energía y Electrónica.  “Una transición como esta es un reto muy complejo. La clave está en el desarrollo de nuevas tecnologías capaces de convertir y almacenar electricidad. Esto asegurará la disponibilidad de energía incluso cuando los paneles solares o las turbinas eólicas no estén generando electricidad”.

El problema surge debido a que cuanto mayor es la proporción de energías renovables en el mix energético, mayores son las fluctuaciones de generación eléctrica, que varían según la hora, el día y la estación. Para compensar estas fluctuaciones, la red de energía necesita descentralizar los sistemas de almacenamiento y acumular el excedente de electricidad para liberarlo cuando las fuentes renovables no puedan producir la suficiente energía para cubrir la demanda.

Un equipo de expertos de Siemens Corporate Technology ha convertido este reto en su especialidad. “Nuestro trabajo es desarrollar nuevas tecnologías capaces de convertir y almacenar grandes volúmenes de electricidad de forma económica”, dice Schnettler. Y es que se necesitan soluciones capaces de convertir la electricidad en otro tipo de energías que puedan almacenarse, como el calor, el frío, el hidrógeno u otras sustancias químicas.

La electrólisis, el instrumento clave

“Debido a su alta densidad de potencia, las formas de almacenamiento de sustancias químicas son la mejor forma de conseguir el mayor uso del excedente de electricidad” explica Maximilian Fleischer, a cargo de los desarrollos de sistemas de almacenamiento químico en el departamento de Schnettler. Su equipo trabaja en los procedimientos de electrólisis para convertir la electricidad procedente de energía renovable en sustancias químicas necesarias, como el monóxido de carbono, el etileno o los alcoholes.

La electrólisis ofrece nuevas oportunidades de negocio para Siemens, por un lado facilita la expansión de las renovables y, por otro lado, al poder alimentarse del dióxido de carbono procedente de la emisión de gases, se reduciría el uso de petróleo para la fabricación de combustible o productos químicos.

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Cómo conseguir electricidad, calor, combustible y productos químicos

Las baterías capaces de almacenar grandes volúmenes de electricidad se han desarrollado mucho en los últimos años. Siemens tiene diferentes formas de almacenamiento como las baterías modulares Siestorage. Se trata de un almacenamiento de energía de Siemens a través del revolucionario Caterva, que permite que los hogares puedan tener sistemas de paneles solares y poder alquilarlos como área de estacionamiento eléctrico.

Otra forma de almacenamiento de la energía es transformándola en calor. Una idea que no es nueva. De hecho, hace 60 años ya había calderas de almacenamiento nocturnas que se calentaban utilizando las horas electricidad de la noche por ser más económicas. Después se liberaba el calor poco a poco durante el día. Este sistema se desechó con la llegada de la calefacción central de gas y petróleo como medio más eficiente para la generación de calor.

Pero con la transición a un nuevo mix energético, este concepto ha resurgido si el calor se genera utilizando el excedente de energía renovable. Sin embargo, se necesitaría un gran número de sistemas descentralizados conectados entre sí y coordinados. De hecho, Siemens Corporate Technology ya está desarrollando una bomba de calor de alta temperatura capaz de abastecer distritos urbanos con calor.

La electricidad también puede ser almacenada de forma más duradera utilizando la síntesis química para generar combustible, aunque con pérdidas considerables de energía.  Por ejemplo, un proceso de electrólisis puede convertir el agua y la electricidad generada de fuentes renovables en hidrógeno.  El hidrógeno a su vez puede convertirse para generar calor o puede ser corriente eléctrica por medio de una pila de combustible. También el hidrógeno unido al dióxido de carbono puede dar lugar a metanol, lo que podría ser un combustible limpio para su uso en automóviles.

Pero la síntesis química puede utilizarse para obtener más que combustible. Y es que se pueden producir materias primas necesarias para la industria química con este método. Por ejemplo el amoníaco, que se utiliza en la fabricación de fertilizantes.

Visitors stand at a Siemens exhibition booth before the company's annual shareholders meeting in Munich, southern Germany, January 26, 2016. Siemens, Europe's biggest industrial group, raised its full-year earnings-per-share forecast on Monday after beating market expectations for first-quarter industrial profit, revenue and orders. REUTERS/Michael Dalder
Visitors stand at a Siemens exhibition booth before the company’s annual shareholders meeting in Munich, southern Germany, January 26, 2016. Siemens, Europe’s biggest industrial group, raised its full-year earnings-per-share forecast on Monday after beating market expectations for first-quarter industrial profit, revenue and orders. REUTERS/Michael Dalder