El almacenamiento de energía térmica es una de las opciones de almacenamiento más baratas para la red 100% renovable del futuro. La parte costosa ha sido convertir el calor nuevamente en electricidad para regresar a la red. Entonces, ¿por qué no vender el calor mismo? La startup financiada por Breakthrough Energy Ventures , Rondo Energy , propone precisamente eso. En la actualidad, las industrias más grandes del mundo y las más intensivas en carbono utilizan mucho más calor que electricidad.

“La descarbonización del calor industrial será una revolución industrial completamente nueva. Estamos justo al comienzo de un crecimiento gigante”, dijo entusiasmado el director general John O’Donnell, en una llamada de Skype desde California.

“La sabiduría convencional sigue siendo que la descarbonización industrial es difícil o costosa. Que van a pasar 10 años antes de que tengamos las tecnologías que necesitamos. Eso ya no es cierto”.

 

Algunos de los cerebros detrás de Rondo ganaron previamente el Premio a la Innovación Tecnológica SolarPACES 2016 con GlassPoint, entregando vapor calentado con energía solar en invernaderos para eliminar el último petróleo en pozos petroleros agotados, descarbonizando en parte una sola industria que realmente no puede descarbonizar.

Ahora, juntándose nuevamente con Rondo; el equipo ha ideado una tecnología igualmente inteligente para entregar vapor caliente o aire caliente a industrias que pueden descarbonizarse por completo, simplemente reemplazando el calor de combustible fósil utilizado en sus procesos con un almacenamiento de energía térmica independiente extremadamente simple que transforma el excedente de electricidad de los parques solares o eólicos. en calor.

Cómo funciona la batería de calor Rondo

Básicamente, una batería de calor Rondo es una caja de ladrillos refractarios, calentada por cableado eléctrico como en una tostadora hasta 1500°C. Estos ladrillos sobrecalentados calientan el aire entrante y lo canalizan a la misma red de calor que ya existe en las instalaciones del cliente. El material de almacenamiento de energía térmica es un ladrillo refractario inerte que ha estado en uso industrial desde el siglo XIX en la industria del acero, con capacidad probada para soportar el calor hasta 1600°C.

“Encontramos una manera de usar el mismo material que la industria del acero ha estado usando durante 200 años para almacenar calor”, dijo O’Donnell. “Subimos a unos 1500°C. Eso es lo suficientemente caliente para alrededor del 95% del uso de energía de las industrias. Estamos utilizando un material de ladrillo térmico que es inerte y se sabe que dura 100 años. Por lo tanto, no hay nada que físicamente pueda derramar o liberar gas, o incendiarse. Así que realmente encajamos desde el punto de vista de la seguridad, así como desde el punto de vista de la huella para algo que es práctico para uso industrial en este momento”.

La tecnología es extremadamente densa en energía y compacta, almacena energía a razón de 1 MWh por cada metro cuadrado de terreno, capaz de almacenar cientos de megavatios-hora en miles de toneladas de material, para entregar aire caliente o vapor, ocupando alrededor de un cuarta parte de la tierra de una batería de iones de litio comparable.

Los usuarios industriales ya ubican sus calderas de combustibles fósiles o unidades de combustión al aire libre por razones de seguridad, canalizando el calor hacia la instalación. La batería de calor de Rondo conectaría una brida a esta tubería existente que actualmente alimenta vapor o aire caliente de una cámara de combustión de combustibles fósiles.

“Así que ha entregado la descarbonización pero sin cambio alguno dentro de la fábrica. Realmente nos hemos enfocado en caer en un camino de descarbonización más bajo que su costo actual donde no necesita hacer cambios en su instalación existente o red de calor que aumentarían los costos y retrasarían el tiempo de suministro de energía”, explicó O’Donnell.

El administrador de la red podría limpiar los derrames solares…

Hay dos formas en que el almacenamiento térmico podría aprovechar la energía renovable para cargar. Una es que pueden configurarse para el control directo por parte del operador de la red para descargar instantáneamente el excedente de electricidad para mantener la estabilidad de la red. En California ya es necesario recortar cada vez más el excedente solar al mediodía, y el viento a altas horas de la madrugada. La energía solar puede tener hasta cuatro horas de reducción del período pico en un día, de ocho horas o más de generación solar.

“Tenemos un gran proyecto en el que estamos trabajando en el que el operador de la red local gestiona nuestra carga. Esta tecnología es súper económica de cargar porque no hay partes móviles. El operador de la red puede controlar qué tan rápido se está cargando la unidad para que absorba la energía restringida; encendiéndolo y apagándolo en una fracción de segundo”, dijo.

Esta energía almacenada de la red que, de otro modo, se habría reducido, se puede dirigir como calor a los clientes industriales, o se puede usar para impulsar una turbina para exportar energía de regreso a la red cuando más se necesita.

…o las granjas solares podrían evitar los retrasos en la interconexión

Otra opción es una línea dedicada desde un parque solar o eólico cercano. Debido a los retrasos actuales en la interconexión, existen varias de esas oportunidades en California, señaló O’Donnell.

“Ves estas historias sobre la desaceleración de la energía eólica y solar en los EE. UU. porque ahora son como 10 años para obtener una interconexión. Hay oportunidades para eludir los cuellos de botella que existen en la red eléctrica a gran escala”, explicó.

“Estamos trabajando en proyectos en el sur de California, donde a cinco millas de distancia de esta instalación industrial, hay un proyecto solar que está atascado en desarrollo. Pueden pasar tres años antes de que obtengan su conexión a la red, pero podríamos tomar toda la energía para este proyecto y podría estar en línea el próximo año. Hay varias de esas oportunidades que no están conectadas a la red, por lo que no estamos utilizando la energía restringida durante medio día, sino durante todo el día”.

Para reemplazar el calor del gas natural las 24 horas del día con electricidad solar, la regla general de Rondo es que el tamaño de una granja solar es tres veces superior al que necesita. Si necesita 100 MW de calor durante 24 horas, la granja solar debe ser de 300 MW y entregar 100 MW durante las 8 horas de sol, pero almacenar 200 MW en la unidad Rondo para entregar durante las horas restantes.

Un regalo del calor industrial para el futuro

En California, se quema más gas natural para el calor industrial que para la generación de energía eléctrica. El equipo de O’Donnell ha estimado que solo para reemplazar el gas natural quemado de California por calor industrial (como aire caliente o vapor) se requerirán 100 GW de nueva generación. La fabricación de cemento es un ejemplo. Citó una planta de cemento con la que están trabajando que usa 800 MW de calor, pero solo 15 MW de electricidad, como una proporción típica.

Una vez instalada, la batería de calor de Rondo sería tan permanente como el propio edificio industrial. O’Donnell ve esta permanencia como un regalo de energía para el futuro.

“Estamos dejando un legado de riqueza energética a nuestros descendientes. No solo descarbonizando ahora, sino dejando un futuro sin carbono con décadas de abundante energía al menor costo en el futuro. Lo que ya sucedió en la energía eólica y solar ha creado esta increíble oportunidad. Tenemos proyectos solares que estaban en contratos de 20 años, que ahora tienen una duración de 35 y 40 años. Están entregando otros 20 años de energía gratis después de que se paguen por completo. Somos parte de esta increíble transición porque estamos parados sobre los hombros de gigantes”, dijo.

 

 

Susan Kraemer