Los nuevos rumbos del almacenamiento de energía en CSP
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EN OPERACIÓN Almacenamiento Térmico Con Sin EN CONSTRUCCIÓN EN DESARROLLO 25 1401MW 47 2006MW 9 440,8MW 8 21,8MW 5 385MW 2 100MW 1 12MW 13 785MW Almacenamiento Térmico Con Sin 5 122,5MW 6 810MW Almacenamiento Térmico Con Sin 6 56,5MW 3 32,5MW 8 480MW 6 85.5MW 5 136MW 9 452,2MW 9 605MW Los nuevos rumbos del almacenamiento de energía en CSP Pasado, presente y futuro del almacenamiento térmico BUSINESS INTELLIGENCE El 59% de la capacidad actualmente en desarrollo contará con almacenamiento térmico de energía Una de las primeras plantas en presumir de contar con almacenamiento térmico fue la planta SEGS I en California. Este sistema contaba con una capacidad total de tres horas de almacenamiento a plena carga. Funcionó desde 1985 hasta 1999, cuando fue dañado a causa de un incendio y nunca fue reemplazado. Tras ello, hubo que esperar hasta 2009 para volver a ver una planta CSP con almacenamiento de energía, en este caso Andasol 1, la primera planta de cilindro parabólico de Europa. Esta planta cuenta con un sistema indirecto de dos tanques, funcionando con 28.500 toneladas de sales fundidas que permiten hacer funcionar la turbina a plena carga durante 7 horas y media. Los últimos proyectos han mostrado que la tendencia en el mercado es incrementar las horas de almacenamiento térmico de energía (excepto en los casos en los que exista una limitación impuesta por la regulación local) con el objetivo de sacar el máximo partido a las ventajas económicas de los sistemas de almacenamiento térmico de gran escala. Como ejemplos de ello, Torresol puso en marcha su planta Gemasolar de 20MW con 15 horas de almacenamiento, y ACWA está a punto de empezar la construcción de la planta de CAP Bokpoort en Sudáfrica, que aportará más de 9 horas de almacenamiento. Los últimos anuncios en Chile, como la licitación del Gobierno para la planta de CSP que finamente desarrollará Abengoa y contará con 17,5 horas de almacenamiento térmico en sales fundidas, o la planta Pedro de Valdivia de Ibereólica que está en fase de desarrollo y contará con 10,5 horas de almacenamiento, muestran que los promotores también están optando por sistemas de gran escala de almacenamiento. La tendencia hacia el almacenamiento de energía en números Plantas solares Valle 1 y Valle 2, propiedad de Torresol Energy ©SENER de CSP con almacenamiento de energía están en la actualidad operativas, en construcción o en desarrollo n Cilindro Parabólico n Torre Solar n Otros ¿Qué es lo siguiente para el almacenamiento? Los tres principales tipos de tecnología empleados actualmente para almacenamiento térmico de energía se podrían clasificar de la siguiente manera. La decisión de emplear una u otra tecnología en una planta de CSP está altamente condicionada por el fluido de transmisión térmica empleado en la planta. A medida que las compañías de CSP vayan incrementando las temperaturas con el fin de aumentar la eficiencia de las plantas, los aceites sintéticos tendrán dificultades serias para para mantener la estabilidad. Las sales fundidas pueden operar a temperaturas más elevadas que los aceites, pero en la actualidad están limitados a un máximo de 650°C. El uso de nanopartículas podría prolongar la vida útil de las sales fundidas ampliando este límite en la temperatura máxima, y por otro lado, variaciones de las mezclas básicas usadas en la actualidad podrían disfrutar de una segunda vida como materiales de cambio de fase (PCM por sus siglas en inglés). Utilizar materiales sólidos para almacenamiento térmico de energía parece una elección lógica dado su bajo precio, su modularidad y escalabilidad, y la relativa simplicidad de la tecnología empleada. Si además le añadimos que el medio de transmisión de calor es el aire, parece que la elección es aún más clara. Pero estas soluciones se ven en parte limitadas por su estabilidad térmica, la cual no es mucho mayor que la de las sales fundidas. La pregunta que debemos hacernos entonces es: Si los materiales sólidos para almacenamiento térmico tienen tantas ventajas, ¿qué está frenando su adopción? El grafito parece haber demostrado ser viable como medio para almacenamiento térmico, no obstante para ser usado como parte de un sistema híbrido, para vapor sobrecalentado, más que como sistema independiente en una planta termosolar de concentración. Por lo tanto, queda por demostrar que el grafito pueda ser utilizado en exclusiva para generación de electricidad. Mientras tanto, el interés que el Departamento de Energía de los Estados Unidos tiene en la actualidad en procesos termoquímicos puede ser un indicador de los nuevos rumbos que el almacenamiento de energía está tomando, aunque es muy pronto para estar seguros. Además, si la CSP empieza a operar a temperaturas extremadamente altas, podría llegarle el momento a otros procesos más exóticos como la producción de hidrógeno mediante electrólisis a alta temperatura o termólisis directa, abriéndole el camino al hidrógeno o el amoniaco como productos para el almacenamiento de energía. Hoy por hoy esto es altamente especulativo, sin embargo, así como lo es la idea de que estos productos ganen apoyo tanto político como empresarial, además de los fondos necesarios para su financiación. Lo que está claro, sin embargo, es que nunca antes había habido tanta atención puesta en la investigación y desarrollo de los sistemas de almacenamiento térmico de energía. Y mientras podemos esperar que las sales fundidas mantengan el dominio del mercado en el futuro próximo, hay varios factores que impulsarán la implantación de nuevas tecnologías orientadas a más altas temperaturas. Una expansión de las opciones del almacenamiento de energía solo puede verse como algo muy positivo para la industria. Toda la información técnica y de mercados que necesitas para planificar tu estrategia global de CSP en un mismo sitio: n Todos los mercados: análisis experto sobre carteras de proyectos, licitaciones y empresas involucradas en cada país, para que lo sepas todo sobre los mercados más activos en cada momento n Todos los proyectos: información de primera mano sobre inversiones, proveedores, componentes, últimos anuncios y mucho más para que te anticipes a todas las oportunidades que se presentan n Busines intelligence: Informes de mercados e informes técnicos especializados para ayudarte a tomar las decisiones estratégicas para acelerar tus operaciones para que te anticipes a todas las oportunidades que se presentan Almacenamiento Térmico de Energía Latente Sales Aleaciones Metálicas Sensible Sales fundidas tanque doble Sistema Termoclina - Lecho Compacto Sistema Termoclina - Hormigón Sistema Intercambio de Arena Termoquímico Óxido Metálico Ciclos con Azufre Descomposición Amoniaco Solicita tu período de prueba gratuita de 2 semamans para el CSP Today Global Tracker (en inglés) aquí: social.csptoday.com/tracker/periodoprueba Cartera de proyectos con almacenamiento térmico España En operación: 1132.4 MW En construcción: 50 MW En desarrollo: 0 MW Italia En operación: 5 MW En construcción: 0 MW En desarrollo: 210 MW Chile En operación: 0 MW En construcción: 0 MW En desarrollo: 110 MW Sudáfrica En operación: 0 MW En construcción: 200 MW En desarrollo: 200 MW Otros En operación: 5,56 MW En construcción: 37 MW En desarrollo: 200 MW China En operación: 1 MW En construcción: 50 MW En desarrollo: 260 MW Estados Unidos En operación: 346 MW En construcción: 0 MW En desarrollo: 600 MW Porcentaje de plantas con almacenamiento térmico 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Porcentaje En Operación En Construcción En Desarrollo Chile China Israel Italia Marruecos Sudáfrica Estados Unidos España Otros • Egipto • Túnez • Kuwait • India • Francia • Australia • Alemania = Sin plantas Agregando valor para tu planta de CSP Los objetivos de añadir almacenamiento térmico se pueden resumir en: n Ofrecer energía de una manera más gestionable, prolongando las horas operativas más allá de la puesta de sol n Evitar fluctuaciones asociadas a un recurso solar intermitente n Reducir la cantidad de energía sobrante haciendo la planta más eficiente Horas 195 Horas 36,5 Horas 101,5 174 19,5 1,5 31 1 4,5 48,5 40 13 Número de plantas Capacidad en MW Israel En operación: 1 MW En construcción: 0 MW En desarrollo: 137,5 MW Marruecos En operación: 0 MW En construcción: 160 MW En desarrollo: 0 MW Planta solar Gemasolar, propiedad de Torresol Energy ©SENER
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Infográfico sobre el almacenamiento termosolar. Descubre en un mismo documento el valor del almacenamiento termosolar y las plantas que ya han adoptado esta modalidad en todo el mundo.
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En OPERACIÓn
Almacenamiento Térmico
Con Sin En
COnstRuCCIÓnEn
DEsARROllO
251401MW
472006MW
9440,8MW
821,8MW
5385MW
2100MW
112MW 13
785MW
Almacenamiento Térmico
Con Sin
5122,5MW
6810MW
Almacenamiento Térmico
Con Sin
656,5MW
332,5MW
8480MW
685.5MW
5136MW
9452,2MW9
605MW
Los nuevos rumbos del almacenamiento de energía en CSPPasado, presente y futuro del almacenamiento térmico
B U S I N E S S I N T E L L I G E N C E
El 59% de la capacidad actualmente en desarrollo contará con almacenamiento térmico de energía
Una de las primeras plantas en presumir de contar con almacenamiento térmico fue la planta SEGS I en California. Este sistema contaba con una capacidad total de tres horas de almacenamiento a plena carga. Funcionó desde 1985 hasta 1999, cuando fue dañado a causa de un incendio y nunca fue reemplazado. Tras ello, hubo que esperar hasta 2009 para volver a ver una planta CSP con almacenamiento de energía, en este caso Andasol 1, la primera planta de cilindro parabólico de Europa. Esta planta cuenta con un sistema indirecto de dos tanques, funcionando con 28.500 toneladas de sales fundidas que permiten hacer funcionar la turbina a plena carga durante 7 horas y media. Los últimos proyectos han mostrado que la tendencia en el mercado es incrementar las horas de almacenamiento térmico de energía (excepto en los casos en los que exista una limitación impuesta por la regulación local) con el objetivo de sacar el máximo partido a las ventajas económicas de los sistemas de almacenamiento térmico de gran escala. Como ejemplos de ello, Torresol puso en marcha su planta Gemasolar de 20MW con 15 horas de almacenamiento, y ACWA está a punto de empezar la construcción de la planta de CAP Bokpoort en Sudáfrica, que aportará más de 9 horas de almacenamiento. Los últimos anuncios en Chile, como la licitación del Gobierno para la planta de CSP que finamente desarrollará Abengoa y contará con 17,5 horas de almacenamiento térmico en sales fundidas, o la planta Pedro de Valdivia de Ibereólica que está en fase de desarrollo y contará con 10,5 horas de almacenamiento, muestran que los promotores también están optando por sistemas de gran escala de almacenamiento.
La tendencia hacia el almacenamiento de energía en números
Plantas solares Valle 1 y Valle 2, propiedad de Torresol Energy ©SENER
de CSP con almacenamiento de energía están
en la actualidad operativas, en construcción o en desarrollo
n Cilindro Parabólico n Torre Solar n Otros
¿Qué es lo siguiente para el almacenamiento?
Los tres principales tipos de tecnología empleados actualmente para almacenamiento térmico de energía se podrían clasificar de la siguiente manera. La decisión de emplear una u otra tecnología en una planta de CSP está altamente condicionada por el fluido de transmisión térmica empleado en la planta.
A medida que las compañías de CSP vayan incrementando las temperaturas con el fin de aumentar la eficiencia de las plantas, los aceites sintéticos tendrán dificultades serias para para mantener la estabilidad. Las sales fundidas pueden operar a temperaturas más elevadas que los aceites, pero en la actualidad están limitados a un máximo de 650°C. El uso de nanopartículas podría prolongar la vida útil de las sales fundidas ampliando este límite en la temperatura máxima, y por otro lado, variaciones de las mezclas básicas usadas en la actualidad podrían disfrutar de una segunda vida como materiales de cambio de fase (PCM por sus siglas en inglés).
Utilizar materiales sólidos para almacenamiento térmico de energía parece una elección lógica dado su bajo precio, su modularidad y escalabilidad, y la relativa simplicidad de la tecnología empleada. Si además le añadimos que el medio de transmisión de calor es el aire, parece que la elección es aún más clara. Pero estas soluciones se ven en parte limitadas por su estabilidad térmica, la cual no es mucho mayor que la de las sales fundidas. La pregunta que debemos hacernos entonces es: Si los materiales sólidos para almacenamiento térmico tienen tantas ventajas, ¿qué está frenando su adopción?
El grafito parece haber demostrado ser viable como medio para almacenamiento térmico, no obstante para ser usado como parte de un sistema híbrido, para vapor sobrecalentado, más que como sistema independiente en una planta termosolar de concentración. Por lo tanto, queda por demostrar que el grafito pueda ser utilizado en exclusiva para generación de electricidad. Mientras tanto, el interés que el Departamento de Energía de los Estados Unidos tiene en la actualidad en procesos termoquímicos puede ser un indicador de los nuevos rumbos que el almacenamiento de energía está tomando, aunque es muy pronto para estar seguros.
Además, si la CSP empieza a operar a temperaturas extremadamente altas, podría llegarle el momento a otros procesos más exóticos como la producción de hidrógeno mediante electrólisis a alta temperatura o termólisis directa, abriéndole el camino al hidrógeno o el amoniaco como productos para el almacenamiento de energía. Hoy por hoy esto es altamente especulativo, sin embargo, así como lo es la idea de que estos productos ganen apoyo tanto político como empresarial, además de los fondos necesarios para su financiación.
Lo que está claro, sin embargo, es que nunca antes había habido tanta atención puesta en la investigación y desarrollo de los sistemas de almacenamiento térmico de energía. Y mientras podemos esperar que las sales fundidas mantengan el dominio del mercado en el futuro próximo, hay varios factores que impulsarán la implantación de nuevas tecnologías orientadas a más altas temperaturas. Una expansión de las opciones del almacenamiento de energía solo puede verse como algo muy positivo para la industria.
Toda la información técnica y de mercados que necesitas para planificar tu estrategia global de CSP en un mismo sitio:n Todos los mercados: análisis experto sobre carteras de proyectos,
licitaciones y empresas involucradas en cada país, para que lo sepas todo sobre los mercados más activos en cada momento
n Todos los proyectos: información de primera mano sobre inversiones, proveedores, componentes, últimos anuncios y mucho más para que te anticipes a todas las oportunidades que se presentan
n Busines intelligence: Informes de mercados e informes técnicos especializados para ayudarte a tomar las decisiones estratégicas para acelerar tus operaciones para que te anticipes a todas las oportunidades que se presentan
Almacenamiento Térmico de Energía
Latente
Sales
Aleaciones Metálicas
Sensible
Sales fundidas tanque doble
Sistema Termoclina - Lecho Compacto
Sistema Termoclina - Hormigón
Sistema Intercambio de Arena
Termoquímico
Óxido Metálico
Ciclos con Azufre
Descomposición Amoniaco
Solicita tu período de prueba gratuita de 2 semamans para el CSP Today Global Tracker (en inglés) aquí: social.csptoday.com/tracker/periodoprueba
Cartera de proyectos con almacenamiento térmico
EspañaEn operación: 1132.4 MWEn construcción: 50 MWEn desarrollo: 0 MW
ItaliaEn operación: 5 MWEn construcción: 0 MWEn desarrollo: 210 MW
ChileEn operación: 0 MWEn construcción: 0 MWEn desarrollo: 110 MW
SudáfricaEn operación: 0 MWEn construcción: 200 MWEn desarrollo: 200 MW
OtrosEn operación: 5,56 MWEn construcción: 37 MWEn desarrollo: 200 MW
ChinaEn operación: 1 MWEn construcción: 50 MWEn desarrollo: 260 MWEstados Unidos
En operación: 346 MWEn construcción: 0 MWEn desarrollo: 600 MW
Porcentaje de plantas con almacenamiento térmico
100%
90%
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60%
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30%
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En Operación En Construcción En Desarrollo
ChileChinaIsraelItaliaMarruecosSudáfricaEstados UnidosEspañaOtros
• Egipto • Túnez • Kuwait • India • Francia • Australia • Alemania
= Sin plantas
Agregando valor para tu planta de CSPLos objetivos de añadir almacenamiento térmico se pueden resumir en:n Ofrecer energía de una manera más gestionable, prolongando las horas
operativas más allá de la puesta de soln Evitar fluctuaciones asociadas a un recurso solar intermitenten Reducir la cantidad de energía sobrante haciendo la planta más eficiente
Horas 195 Horas 36,5 Horas 101,5174 19,5 1,5 31 14,5 48,540 13
Número de plantas Capacidad en MW
IsraelEn operación: 1 MWEn construcción: 0 MWEn desarrollo: 137,5 MW
MarruecosEn operación: 0 MWEn construcción: 160 MWEn desarrollo: 0 MW
Planta solar Gemasolar, propiedad de Torresol Energy ©SENER
