Cómo optimizar el uso del hidrógeno y el almacenamiento

Una afirmación que parece razonable de cara a los sistemas energéticos descarbonizados: Cualquier sistema de almacenamiento va a tener un factor de utilización bajo, y por tanto, el coste de capital va a tener mucha importancia. Si lo aceptamos, o bien encontramos un sistema con coste de capital muy bajo, para que el factor de utilización no sea tan relevante, o encontramos una tecnología que permita aumentar el factor de utilización del almacenamiento, o reducir su necesidad (un ejemplo un poco extremo es si sobreinstalamos renovables, y vertemos lo que sobra).

Schalk Cloete et al han publicado un análisis sobre una tecnología que trataría de maximizar este factor de utilización, que llaman Gas Switching Reforming (GSR). Es básicamente reformado de gas natural (y por supuesto la captura del CO2 correspondiente) junto con un ciclo combinado. El hidrógeno producido es la clave de la flexibilidad: puede ser utilizado para producir electricidad cuando hay poca producción renovable, o vendido al mercado cuando hay alta producción renovable.

Según ellos, esto asegura el alto factor de utilización de todo el equipo, menos el ciclo combinado de gas (algo que dicen que no es tan importante porque es barato). Lo que pasa es que cuando hay mucha renovable todas las centrales GSR estarán vendiéndolo al mercado, así que habrá exceso de oferta; y cuando no haya producción renovable no habrá hidrógeno. Se traslada el bajo factor de utilización a la fase de uso de hidrógeno, salvo que el almacenamiento de hidrógeno sea viable y competitivo. De hecho, en su análisis de sensibilidad se muestra que, cuando el precio del H2 es muy bajo (lo que pasaría en casos de exceso de oferta), el GSR no tiene sentido. Y de hecho, en su paper siguiente, encuentra que la necesidad de almacenar el hidrógeno baja los beneficios de esta tecnología y la hace casi equivalente a un ciclo combinado con CCS.

Sinceramente, no veo la ventaja, ya que te metes con CCS, a directamente capturar el CO2 en los ciclos combinados de gas…y generar el hidrógeno directamente con electricidad en régimen continuo (en lugar de para regular el sistema). Cloete dice que, cuando hacemos NGCC-CCS, su producción desplaza a la renovable al ser más eficiente funcionar con un factor de capacidad alto, y que entonces es mejor usar GSR…pero, ¿no decíamos que en GSR el ciclo combinado funciona pocas horas, y que eso no era un problema?¿Por qué ahora sí lo es? En sus conclusiones repite que GSR permite optimizar el capital de la captura de CO2, al darle un factor de utilización alto. Es cierto que NGCC+CCS no optimiza esto, pero a cambio traslada la variabilidad a la producción de hidrógeno.

Y, por supuesto, el inconveniente es la gran cantidad de CO2 que hay que almacenar con este sistema…Así que me temo que tendremos que seguir investigando, obligatoriamente a nivel sistema, sobre cuál es la mejor combinación de tecnologías de generación, almacenamiento, y demanda, para lograr un sistema 100% descarbonizado con el menor coste posible. Y todo ello, por supuesto, en un contexto de incertidumbre elevado. En eso estamos.

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