Los países europeos fijan los precios de la energía a través de un mercado mayorista, donde la producción de distintas fuentes entra en un sistema de subasta hasta cuadrar la oferta y la demanda eléctrica. Así, la fuente de energía más barata fija los primeros precios. Este es el caso de las renovables para muchos mercados, cuya expansión, sin embargo, está provocando una importante disrupción. Y es que, cuando generan más energía que la que se consume, los productores se ven abocados a ofrecer en la subasta precios negativos para desprenderse de ese excedente. Es decir, se ven abocados a pagar por él con el fin de que se consuma.
El problema radica en que la producción sobrante de las renovables no puede almacenarse fácilmente para su uso posterior. Por eso, gran parte de los esfuerzos investigadores se centran en nuevas soluciones que permitan guardarla para aprovecharla posteriormente. Pero el Departamento de Tecnologías y Almacenamiento de la Energía Solar en el Centro Nacional de Energías Renovables (CENER) decidió poner el foco en un aspecto olvidado. «Necesitamos luz, pero también calor. De hecho, el consumo de ambos tipos de energía es prácticamente igual en el conjunto de España», incide Patxi Sorbet, investigador en dicha entidad.
Quienes deseen conocer más a fondo el proyecto pueden hacerlo a través de este enlace
De ahí que su equipo haya puesto en marcha junto a la Asociación de la Industria Navarra (AIN) y la Universidad Pública de Navarra (UPNA) el proyecto Flexorcstorage. ¿Su objetivo? Desarrollar un sistema que, basado en tecnologías que almacenan estos excedentes como calor, los destinen al consumo térmico y eléctrico al tiempo que puedan integrarse en la red eléctrica o aplicarse al autoconsumo. La iniciativa está coordinada por ADItech, a su vez coordinador del Sistema Navarro de I+D+i (SINAI), y financiada por el Gobierno de Navarra en la convocatoria de ayudas a centros tecnológicos y organismos de investigación para la realización de proyectos colaborativos de I+D.
«La industria renovable se centra en almacenar electricidad, pero también el calor va a pasar a ser electrificado porque la normativa nos está llevando progresivamente a ello. Estamos explorando una solución de almacenamiento distribuido basado en energías renovables y tecnologías térmicas, aprovechando así mismo el hecho de que estas últimas son más competitivas en precios que las tecnologías eléctricas», detalla Iñigo Bonilla, investigador en el Área de Energía y Sostenibilidad de AIN. De esta forma, la iniciativa recoge el testigo de Masstorage, un proyecto desarrollado entre 2020 y 2023 que precisamente exploraba distintas soluciones en este sentido.
EFICIENTE Y BAJO EN COSTES
Para conseguir sus objetivos, el principal reto del equipo investigador es transformar el calor en electricidad. «Nosotros hemos decidido hacerlo con turbinas de vapor porque es lo más eficiente en coste y fiable. En términos más precisos, desarrollamos un ciclo orgánico de Rankine (ORC, por sus siglas en inglés), un tipo de ciclo termodinámico que traza una secuencia de procesos que comienza y termina en el mismo estado», explica Patricia Aranguren, profesora titular del Grupo de Investigación de Ingeniería Térmica y Fluidos en la UPNA.
De izquierda a derecha, Iñigo Bonilla, de AIN; Patxi Sorbet, de CENER; y Patricia Aranguren, de la UPNA.
Así, Flexorcstorage se divide en tres bloques liderados por cada una de las entidades, si bien todas interactúan en cada uno de ellos. CENER se encarga del modelado y la optimización del sistema, mientras que AIN analiza los mercados eléctricos, de autoconsumo e integración en red para los diferentes casos de estudio. Por último, la UPNA coordina la construcción del prototipo que también se testará en sus instalaciones. Un bloque en el que ahora mismo está sumergido el equipo.
«Pero en la construcción de este sistema incidimos todos. Tenemos esta tecnología que es capaz de almacenar el calor para que se pueda aplicar no solo a usos térmicos, sino también para generar electricidad. Pero, para que funcione correctamente, necesitamos aplicarle un equipo que provoque un símil de un exceso de energías renovables. Y el calor que almacenamos se controla con un equipo más pequeñito. Son tres semiprototipos que tenemos que aunar con un sistema de adquisición y control», desglosa Aranguren.
UN SISTEMA ESCALABLE
El proyecto busca demostrar que es factible «hacer la conversión de calor a electricidad con un coste bajo» y utilizando tecnologías ya existentes en el mercado. «Un sistema de este tipo nos ayudaría a gestionar toda la energía que generamos. Hacia 2050, hay un objetivo de electrificación del 100 % en muchos contextos industriales y residenciales. No obstante, consumiremos mucho calor porque seguirá haciendo frío y porque es necesario para producir y transformar en procesos industriales», reflexiona Sorbet.
Por eso, el prototipo es «una formación escalable» para estos contextos: «Así mismo, nos dejan un espacio ahora para hacer un distrito eléctrico local. Entonces, ¿por qué no probar con el almacenamiento térmico? No puedo llevar el calor de Burlada a Etxauri. Pero hacerlo en unos cientos de metros no es nada descabellado».
