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Proyecto H2020 CryoHub: Desarrollo de almacenamiento de energía criogénica en almacenes refrigerados como centro interactivo para integrar energías renovables en la refrigeración industrial de alimentos y mejorar la sostenibilidad de PowerGrid

  • Type Project
  • Status Completado
  • Execution 2016 -2021
  • Assigned Budget 7.045.594,38 €
  • Scope Europeo
  • Main source of financing H2020
  • Project website Proyecto CryoHub
Description
El almacenamiento de energía térmica ha recibido mucha atención recientemente, permitiendo la captación de calor residual y su uso para producir electricidad o para satisfacer las necesidades de calefacción. El almacenamiento de energía criogénica (CES), que consiste en el uso de líquidos criogénicos (a temperaturas ultrabaja) para almacenar energía, también está cobrando relevancia. Puede contribuir al equilibrio de una red eléctrica cada vez más dependiente de fuentes de energía renovables (FER), a la vez que satisface las necesidades de refrigeración de, por ejemplo, almacenes refrigerados de alimentos. Sin embargo, hasta ahora, su uso ha sido limitado debido a su baja eficiencia. El proyecto CryoHub, financiado con fondos europeos, busca maximizar la eficiencia del CES utilizando aire como criógeno, resolviendo los desafíos existentes y allanando el camino para una adopción más amplia de tecnologías basadas en CES
Description of activities
Durante los primeros 30 meses del proyecto se ha logrado lo siguiente: 1 Se ha establecido la gestión del proyecto y las actividades de gestión en curso están según lo previsto. 2 Se están celebrando reuniones periódicas (además de las reuniones de la Asamblea General) y se han desarrollado buenos vínculos y acuerdos de trabajo entre los socios. 3 El socio de comunicaciones del proyecto ha creado un sitio web y canales de redes sociales. Se han completado la marca y la identidad del proyecto y se han utilizado en materiales y actividades promocionales. El equipo ha creado materiales para comunicar información (boletines, folletos, carteles publicitarios) y los ha utilizado en eventos para publicitar el proyecto CryoHub. El equipo de CryoHub ha comunicado información en varios talleres, conferencias y eventos. 4 Se ha completado la instalación de refrigeración y el mapeo de RES y se ha completado el trabajo descrito en el WP2. 5 Se ha determinado el potencial de los almacenes refrigerados sin acceso a esquemas de energía renovable para instalar tecnologías RES. 6 Se han completado estudios de caso sobre la aplicación de LAES en almacenes refrigerados en 6 ubicaciones. 7 Se ha completado el trabajo sobre barreras y estrategias de mercado. 8 Se ha completado el modelado del sistema CryoHub y se utilizará como herramienta continua en el diseño final del demostrador CryoHub. 9 Se ha desarrollado un PI&D para el demostrador CryoHub y se están integrando componentes y equipos. Se han obtenido los costos de los componentes y se está adaptando el diseño del demostrador para permitir que se respeten las restricciones presupuestarias. Frigologix ha sido identificado como el sitio para el demostrador CryoHub y FRIG se ha agregado como nuevo socio en el consorcio CryoHub. 10 Se han completado el procedimiento de operación y los códigos de red y las simulaciones de estrategias de gestión de energía para el demostrador CryoHub. 11 Se han identificado intercambiadores de calor para el demostrador CryoHub y se ha modelado su integración en un almacén frigorífico. 12 Se han diseñado y probado a escala de laboratorio los acumuladores térmicos para el demostrador. Aunque el trabajo descrito en el paquete de trabajo 7 ya se ha completado (el D7.2 se retrasó ligeramente), se prevén trabajos en curso para probar los materiales del acumulador térmico a mayor escala y a temperaturas criogénicas más bajas. Se ha construido un prototipo de acumulador térmico en AL y se probará en los próximos meses. 13 Se ha completado el análisis de cuándo y dónde la integración de la tecnología resultaría más valiosa para las empresas y a nivel del sistema energético. 14 Se está trabajando en políticas, modelos de negocio y la futura integración del sistema CryoHub a la red eléctrica.
Contextual description
Un mayor uso directo de las energías renovables implica que la red eléctrica depende de las variaciones climáticas o de las mareas. Se puede generar poca o demasiada energía y existe un control limitado sobre su momento de generación. Esto supone un problema para la estabilidad de la red, ya que la producción de energía no es controlable. Es probable que el problema se agrave con la creciente aplicación de energías renovables, especialmente dado que la UE aspira a generar el 20 % de la energía utilizada en Europa a partir de fuentes renovables para 2020. Un método para equilibrar la generación y la demanda es almacenar energía durante los periodos de baja demanda y utilizarla en los de alta. El almacenamiento criogénico utiliza líquidos a baja temperatura (como aire líquido o nitrógeno líquido) como medio de almacenamiento y transferencia de energía. El almacenamiento criogénico puede proporcionar almacenamiento de energía a gran escala y de larga duración. El objetivo principal del proyecto CryoHub es investigar el potencial del LAES (Almacenamiento de Energía de Aire Líquido) a gran escala en almacenes frigoríficos y fábricas de alimentos, y utilizar la energía almacenada para proporcionar refrigeración in situ y generación de energía eléctrica durante los periodos de máxima demanda. Este enfoque tiene varias ventajas: 1. Proporcionar almacenamiento de energía a gran escala para ayudar a equilibrar la red en escalas de tiempo diarias y semanales (tomar energía de la red cuando hay demasiada y poner energía cuando no hay suficiente). 2. Almacenar energía de RES (Fuentes de Energía Renovables) intermitentes locales antes de suministrarla a la red. 3. 'Acortar los picos de demanda' (es decir, eliminar el requisito de potencia máxima de la red) el uso de energía de los almacenes refrigerados/fábricas de alimentos y, al mismo tiempo, generar y suministrar parte de la energía máxima requerida de vuelta a la red. 4. Proporcionar refrigeración gratuita a los almacenes frigoríficos durante la generación de energía. 5. Descarbonizar la red eléctrica. Al utilizar LAES, se obtienen beneficios considerables al poder utilizar recursos bajos en carbono de forma más eficaz. Para lograr este objetivo general, el proyecto CryoHub tiene los siguientes subobjetivos: 1. Evaluar el potencial presente y futuro de los LAES en los almacenes refrigerados, difundirlo entre las partes interesadas y los usuarios finales de los sectores de la energía y la refrigeración de alimentos. 2. Determinar los procesos clave y las operaciones unitarias para aprovechar el LAES en un almacén frigorífico común e identificar cómo integrar óptimamente el calor residual y el frío criogénico almacenado. 3. Identificar el ahorro de energía y carbono que el LAES podría lograr en almacenes frigoríficos y fábricas de alimentos, en comparación con las instalaciones convencionales. 4. Identificar soluciones de ingeniería para integrar un sistema LAES con una planta de refrigeración de almacén típica, optimizando el rendimiento y mejorando la eficiencia. 5. Desarrollar un sistema de software para la toma de decisiones automatizada y la gestión de la proporción de energías renovables (FER) y el gasto de criógeno en función del comportamiento previsto del almacén y la red, las condiciones ambientales, la demanda y disponibilidad de energía, la variación de precios (en función de los planes tarifarios negociados o las fluctuaciones del mercado bursátil), etc. 6. Desarrollar, validar y demostrar el rendimiento de la tecnología del sistema LAES para un almacén refrigerado. 7. Elaborar una estrategia para la implementación de LAES en toda Europa.
Objectives
El proyecto de innovación CryoHub investigará y ampliará el potencial del almacenamiento de energía criogénica (CES) a gran escala y aplicará la energía almacenada tanto para refrigeración como para generación de energía. Al emplear fuentes de energía renovables (RES) para licuar y almacenar criógenos, CryoHub equilibrará la red eléctrica, al tiempo que satisface la demanda de refrigeración de un almacén de alimentos refrigerados y recupera el calor residual de sus equipos y componentes. El suministro intermitente es un obstáculo importante para el mercado de energía RES. En realidad, las FER son fuerzas volubles, propensas a producir en exceso cuando la demanda es baja y a no cumplir con los requisitos cuando la demanda alcanza su punto máximo. Europa está a punto de generar el 20% de la energía que necesita a partir de FER para 2020, por lo que la integración adecuada de las FER plantea desafíos en todo el continente. El almacenamiento criogénico de energía (CES), y en particular el almacenamiento de energía en aire líquido (LAES), es una tecnología prometedora que permite el almacenamiento in situ de energía RES durante períodos de alta generación y su uso en picos de demanda de la red. Por lo tanto, CES actúa como almacenamiento de energía de red (GES), donde se hierve criógeno para impulsar una turbina y restaurar la electricidad a la red. Hasta la fecha, las aplicaciones de CES han estado bastante limitadas por la baja eficiencia de ida y vuelta (relación entre energías gastadas y recuperadas del almacenamiento de energía) debido a pérdidas de energía no recuperadas. Por lo tanto, el proyecto CryoHub está diseñado para maximizar la eficiencia de CES recuperando energía de refrigeración y calefacción en un ciclo perfecto impulsado por RES de licuefacción, almacenamiento, distribución y uso eficiente de criógeno. Los almacenes frigoríficos para productos alimenticios refrigerados y congelados son grandes consumidores de electricidad, poseen poderosas capacidades instaladas para enfriar y calentar y desperdician cantidades sustanciales de calor. Estas instalaciones proporcionan el entorno industrial ideal para avanzar y demostrar los beneficios de LAES. De esta manera, CryoHub resolverá la mayoría de los problemas mencionados anteriormente de una sola vez, allanando así el camino para perspectivas de mercado más amplias para las tecnologías basadas en CES en toda Europa.
Results
El proyecto CryoHub lleva el LAES más allá de su desarrollo actual para generar eficiencias mejoradas y demostrar sus beneficios a los operadores de almacenes frigoríficos y fábricas de alimentos. El proyecto utiliza componentes que actualmente se encuentran en TRL5 o superior y los integra en diseños novedosos para proporcionar refrigeración y generación de energía a partir de un sistema LAES. Si bien se han desarrollado sistemas LAES, nunca han aprovechado el calor residual de almacenes frigoríficos o fábricas de alimentos. El objetivo del proyecto es animar a los operadores de almacenes frigoríficos y fábricas de alimentos a conocer los sistemas LAES y su potencial. Mediante la demostración, se espera que los usuarios finales se convenzan de los beneficios del LAES y dispongan de la información y las herramientas necesarias para incorporarlo en instalaciones de energía renovable actuales y futuras. El proyecto colabora estrechamente con almacenes frigoríficos y fábricas de alimentos para superar las preocupaciones sobre la instalación de un proceso nuevo para el usuario final y comprender los problemas relacionados con la adopción de la tecnología. Se espera que el proyecto CryoHub contribuya a los impactos previstos en el programa de trabajo en las siguientes áreas: desarrollo de políticas relacionadas con el LAES; reducción de la demanda energética y las emisiones de carbono. Mayor uso de fuentes de energía renovables (FER). Equilibrio de la red. Desarrollo del sector de energías renovables locales (LAES). Oportunidades de negocio para empresas en un nuevo sector.
Coordinators
  • LONDON SOUTH BANK UNIVERSITY LBG (LSBU)