DOE anuncia adjudicaciones de $24 millones; $10,7 millones para Gen-3 CSP y $13,2 para avanzar en tecnologías termosolares concentradas para la descarbonización industrial.

El DOE también publica una hoja de ruta estratégica para mejorar la capacidad de aprovechar la energía solar y reducir los costos de los espejos utilizados en las plantas de energía termosolar.

Concentración Solar Térmica para Descarbonizar Industrias

El Departamento de Energía de EE. UU. (DOE, por sus siglas en inglés) publicó hoy una nueva hoja de ruta y otorgó $24 millones a diez equipos de investigación que avanzarán en las tecnologías de concentración de energía solar térmica (CSP, por sus siglas en inglés) de próxima generación, que utilizan el sol para generar calor para electricidad. producción y procesamiento industrial. Cinco de estos diez proyectos se centrarán en el avance de los usos industriales de esta tecnología, específicamente en los sectores del cemento, el hidrógeno y los productos químicos, y ayudarán a avanzar en los objetivos establecidos en la  Hoja de ruta de descarbonización industrial del DOE  y el recientemente lanzado  Industrial Heat Shot .. Los otros cinco proyectos apoyarán los esfuerzos continuos del DOE por valor de 100 millones de dólares para desarrollar plantas de CSP de última generación, que pueden generar electricidad a bajo coste en cualquier momento del día. Los anuncios de hoy impulsarán aún más el desarrollo y la implementación de tecnologías de energía solar y ayudarán a respaldar el objetivo del presidente Biden de lograr una economía neta cero para 2050.

“Las tecnologías solares térmicas nos brindan una oportunidad importante para mejorar y reducir las emisiones de las plantas industriales en todo el país y, al mismo tiempo, satisfacer las necesidades energéticas de los Estados Unidos con una generación de energía confiable las 24 horas”, dijo  la Secretaria de Energía de EE. UU., Jennifer M. Granholm . “Las inversiones del DOE impulsarán la innovación necesaria para construir una economía de energía limpia y cumplir con nuestros objetivos climáticos mientras diversificamos las fuentes de energía limpia confiable y fácilmente disponible”.

Las tecnologías de CSP, que usan espejos para concentrar la luz solar en un receptor, se pueden usar para generar electricidad usando una turbina, pero las mismas tecnologías también se pueden aplicar para entregar calor a una variedad de aplicaciones industriales, como desalinización de agua, procesamiento de alimentos, producción química. y procesamiento de minerales.

Los premios de hoy se anunciaron en la conferencia de Sistemas de Energía Química y Energía Solar (SolarPACES) de la Agencia Internacional de Energía, organizada por el DOE en Albuquerque, NM. Los ganadores investigarán, desarrollarán y demostrarán proyectos que pueden descarbonizar el sector energético mediante el desarrollo de tecnologías CSP para ciclos de energía de mayor eficiencia, mayor flexibilidad y confiabilidad a través del almacenamiento térmico y procesos industriales libres de carbono en los Estados Unidos.

Los  diez proyectos  anunciados a continuación se dividen en dos categorías que se centran en diferentes áreas de las tecnologías CSP:

Descarbonización industrial  (Cinco proyectos, $13,2 millones):

• Heliogen  (Pasadena, CA): este proyecto demostrará un proceso de CSP para descarbonizar el calentamiento de piedra caliza a 950 °C, lo que podría reducir las emisiones de carbono asociadas con la fabricación de cemento. (Monto del premio: $4.1 millones)
• Laboratorios Nacionales Sandia  (Albuquerque, NM): Este proyecto optimizará los procesos y diseños de transferencia de calor asociados con la producción de cemento con energía solar térmica. (Monto del premio: $2.6 millones)
• Solar Dynamics  (Broomfield, CO): este proyecto desarrollará y probará diseños de nuevos tanques de almacenamiento de energía térmica de sales fundidas para permitir la entrega de calor libre de carbono bajo demanda. (Monto del premio: $2.3 millones)
• Universidad de Florida  (Gainesville, FL): este proyecto diseñará y validará un reactor termoquímico solar escalable y altamente eficiente para producir hidrógeno a partir del agua y la luz solar. (Monto del premio: $2.2 millones)
• Universidad de Maryland : College Park (College Park, MD): este proyecto desarrollará un reactor químico novedoso para descarbonizar la producción de propileno, un precursor clave de muchas sustancias químicas. (Monto del premio: $2 millones)

Tecnologías de partículas sólidas Gen3  (Cinco proyectos, $ 10,7 millones):

• GE Research  (Niskayuna, NY): este proyecto tendrá como objetivo entregar un diseño preliminar de un bloque de energía de dióxido de carbono supercrítico (sCO2) que está optimizado para Gen3 CSP que utiliza partículas sólidas. (Monto del premio: $1.6 millones)
• Universidad Estatal de Mississippi  (Starkville, MS): El equipo del proyecto desarrollará un novedoso sistema de almacenamiento de energía termoquímica basado en partículas para CSP. (Monto del premio: $3.1 millones)
• Laboratorios Nacionales Sandia  (Albuquerque, NM): este proyecto diseñará sensores de flujo másico de alta temperatura que utilizan partículas sólidas para mover y almacenar energía térmica para el funcionamiento confiable de los sistemas Gen3 CSP. (Monto del premio: $ 1 millón)
• Laboratorios Nacionales Sandia  (Albuquerque, NM): este proyecto diseñará un sistema de compuerta deslizante modular para el control de flujos de partículas en receptores de CSP, en colaboración con un fabricante de válvulas industriales. (Monto del premio: $1.9 millones)
• Universidad de Wisconsin-Madison  (Madison, WI): este proyecto tiene como objetivo desarrollar un prototipo de intercambiador de calor de partículas a sCO2 utilizando técnicas avanzadas de diseño y fabricación. (Monto del premio: $3.1 millones)

Hoja de ruta del Consorcio Heliostat y solicitud de información 

Para avanzar aún más en las tecnologías de CSP, el DOE también  publicó hoy una hoja de ruta , desarrollada por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), para guiar la investigación y el despliegue de helióstatos, que son espejos que siguen al sol y concentran la luz solar en las plantas de CSP. Estos componentes representan el 30-40 % del costo de un sistema de CSP, por lo que reducir el costo de los helióstatos puede tener un impacto significativo en  la meta del DOE  de $0,05/kwh para plantas de CSP para 2030. Las áreas clave que la hoja de ruta identifica como maduras para la innovación incluyen la automatización operación y aprendizaje automático, metrología, fabricación e instalación automatizadas, así como controles inalámbricos seguros. Consorcio de helióstatos del DOE  (HelioCon), un esfuerzo de investigación de 5 años y $ 25 millones dirigido por NREL y Sandia National Laboratories, en colaboración con el Australian Solar Thermal Research Institute, trabajará para implementar la hoja de ruta.

Como centro central para el desarrollo de tecnología de helióstatos en los Estados Unidos, HelioCon busca expandir significativamente la experiencia de los EE. UU. en helióstatos y aumentar el número de investigadores en el campo. Para lograr ese objetivo, NREL lanzó hoy una  solicitud de propuestas (RFP) de $ 3 millones para  proyectos de investigación para trabajar con ellos en estos desafíos. Además de involucrar a investigadores externos, la RFP buscará aprovechar la experiencia única y las capacidades de prueba en los Laboratorios Nacionales para avanzar en los proyectos propuestos por socios académicos y de la industria. Las respuestas deben recibirse antes del 8 de noviembre de 2022.

Obtenga más información sobre la  Oficina de Tecnologías de Energía Solar del DOE , su investigación en  CSP ,  descarbonización industrial y cómo la  investigación del DOE en desalinización  puede ayudar a allanar el camino para una mayor adopción de tecnologías CSP.