Alcohol como medio de almacenamiento
La conversión de la electricidad en metanol podría convertirse en un pilar de la transición energética
Las tecnologías eficientes de almacenamiento son un pilar fundamental de un sistema de energía renovable para almacenar temporalmente el excedente de electricidad. El metanol podría desempeñar un papel importante en este contexto. La gran pregunta es cómo integrar y explotar económicamente estos sistemas de conversión de electricidad en metanol en una futura infraestructura de energías renovables. El Dr. Stefan Fogel, del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), ha encontrado una respuesta a esta pregunta mediante complejos modelos y extensas simulaciones durante su tesis doctoral.
La disponibilidad errática del sol y el viento plantea grandes retos para un futuro sistema energético basado en fuentes renovables. Cuando las condiciones meteorológicas son favorables, a veces se genera más electricidad de la que puede absorber la red. Se necesitan soluciones inteligentes de almacenamiento para no tener que estrangular los sistemas. Una de ellas podría ser la conversión de energía en metanol. De este modo, el excedente de electricidad procedente de plantas solares o parques eólicos se convierte primero en hidrógeno y después, junto con las emisiones de dióxido de carbono de los procesos industriales, en el representante más sencillo de los alcoholes.
"El metanol es un medio de almacenamiento de energía muy bueno y tiene una densidad energética por volumen muy superior a la del hidrógeno", afirma el Dr. Stefan Fogel, del Instituto de Dinámica de Fluidos HZDR. "Como líquido, también es mucho más fácil de transportar y almacenar". Por un lado, esto convierte al alcohol en un medio de almacenamiento ideal. Por otro, también es una materia prima importante en la industria química. Sin embargo, aún no se ha investigado a fondo cómo integrar el proceso de producción en un sistema energético regenerativo.
"Los trabajos sobre la modelización y simulación estacionaria y dinámica de procesos de conversión de energía en metanol basados en electrolizadores de alta temperatura han estado hasta ahora muy poco representados en la literatura científica", explica el ingeniero químico. "Lo mismo ocurre con su evaluación económica". Por ello, Fogel ha centrado su trabajo en los sistemas de electrólisis que producen hidrógeno puro a temperaturas de funcionamiento superiores a 600 grados Celsius. Éste se utiliza directamente en la fase de síntesis sin necesidad de separarlo. Esto es más eficaz que las tecnologías actuales, como la electrólisis alcalina.
El gemelo digital muestra su potencial
Utilizó el gemelo digital del sistema de conversión de energía en metanol para realizar simulaciones exhaustivas. "Me fijé en lo que ocurre cuando el sistema funciona de forma dinámica", explica con detalle. La cuestión es especialmente esencial en el ámbito de las energías renovables. Y es que los electrolizadores actuales suelen estar diseñados para funcionar las 24 horas del día. Sin embargo, cuando se conectan a un parque eólico descentralizado o a un sistema fotovoltaico, los sistemas sólo funcionarían en momentos de excedente energético. Esto plantea problemas técnicos, pero también repercute significativamente en el coste del metanol producido. "Se ha demostrado que este proceso puede ser más flexible", explica Fogel. "En el futuro, por tanto, sería posible acoplar una planta de conversión de electricidad en metanol a una central fotovoltaica o eólica, funcionar a carga parcial y seguir logrando costes de producción competitivos".
Sin embargo, su evaluación tecnoeconómica de los datos obtenidos en las simulaciones muestra que aún estamos muy lejos de llegar a este punto. Esto demostró que los costes del metanol no son competitivos en la actualidad, independientemente de la anidación del proceso y de las tecnologías utilizadas. Esto se debe principalmente al hecho de que las materias primas fósiles siguen sin tener rival en términos de coste debido a la infraestructura que se ha construido durante décadas. "La tecnología de electrólisis supone enormes costes de capital para las inversiones en estas plantas", afirma Fogel. "Hasta el 70% de los costes son atribuibles a la inversión. Al final, los costes reales de producción no son tan altos".
Sin embargo, el investigador considera que se trata sólo de una fase temporal por la que tiene que pasar toda nueva tecnología. Al fin y al cabo, si el mercado de la conversión de energía en metanol despega en los próximos años, las economías de escala reducirán los costes. "En mi trabajo también investigué cómo podría evolucionar el tema en los próximos 20 años", subraya el ingeniero químico. Para ello, realizó una amplia investigación bibliográfica y proyectó los costes en el futuro. El resultado: habrá una drástica reducción de costes. "Para 2050, podríamos haber llegado al punto en que el proceso de conversión de energía en metanol esté a la par con los combustibles fósiles".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
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