Proxecto H2020 CryoHub: Desenvolvemento de almacenamento de enerxía crioxénica en almacéns frigoríficos como centro interactivo para integrar enerxías renovables na refrixeración industrial de alimentos e mellorar a sustentabilidade de PowerGrid
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2016 -2021
- Orzamento asignado 7.045.594,38 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento H2020
- Páxina web do proxecto Proyecto CryoHub
Descrición
O almacenamento de enerxía térmica recibiu moita atención recentemente, permitindo que a calor residual sexa captada e utilizada para producir electricidade ou cubrir as necesidades de calefacción. Tamén está cobrando importancia o almacenamento de enerxía crioxénica (CES), que implica o uso de líquidos crioxénicos (a temperaturas ultra baixas) para almacenar enerxía. Pode contribuír ao equilibrio dunha rede eléctrica que depende cada vez máis das fontes de enerxía renovables (FER), á vez que cubre as necesidades de refrixeración de, por exemplo, os almacéns frigoríficos de alimentos. Non obstante, ata agora, o seu uso foi limitado debido á súa baixa eficiencia. O proxecto CryoHub, financiado pola UE, busca maximizar a eficiencia do CES utilizando o aire como crióxeno, resolvendo os desafíos existentes e abrindo o camiño para unha adopción máis ampla de tecnoloxías baseadas en CES.
Descrición das actividades
Durante os primeiros 30 meses do proxecto conseguiuse o seguinte: 1 Estableceuse a xestión do proxecto e as actividades de xestión en curso son as previstas. 2 Realízanse reunións periódicas (ademais das reunións da Asemblea Xeral) e desenvolvéronse bos vínculos e acordos de traballo entre os socios. 3 O socio de comunicación do proxecto creou un sitio web e canles de redes sociais. A marca e a identidade do proxecto completáronse e utilizáronse en materiais e actividades promocionais. O equipo creou materiais para comunicar información (boletines, folletos, carteis publicitarios) e utilizounos en eventos para dar a coñecer o proxecto CryoHub. O equipo de CryoHub compartiu información en varios obradoiros, conferencias e eventos. 4 Finalizáronse a instalación de refrixeración e a cartografía RES e concluíronse os traballos descritos no WP2. 5 Determinouse o potencial para instalar tecnoloxías FER en almacéns frigoríficos sen acceso a esquemas de enerxías renovables. Completáronse 6 casos prácticos sobre a aplicación de LAES en almacéns frigoríficos en 6 localidades. 7 Rematou o traballo sobre barreiras e estratexias de mercado. 8 Completouse o modelado do sistema CryoHub e utilizarase como ferramenta continua no deseño final do demostrador CryoHub. Desenvolveuse un PI&D para o demostrador CryoHub e estanse integrando compoñentes e equipos. Obtivéronse os custos dos compoñentes e o deseño do demostrador estase adaptando para cumprir coas limitacións orzamentarias. Frigologix foi identificado como o sitio para o demostrador CryoHub e FRIG engadiuse como novo socio do consorcio CryoHub. 10 Completáronse o procedemento operativo e os códigos de rede e as simulacións de estratexias de xestión de enerxía para o demostrador CryoHub. Identificáronse intercambiadores de calor para o demostrador CryoHub e modelouse a súa integración nunha instalación de almacenamento en frío. Os acumuladores térmicos para o demostrador foron deseñados e probados a escala de laboratorio. Aínda que o traballo descrito no Paquete de traballo 7 xa está rematado (o Paquete de traballo D7.2 atrasouse lixeiramente), está previsto traballar en curso para probar os materiais do acumulador térmico a maior escala e a temperaturas crioxénicas máis baixas. En América Latina construíuse un prototipo de acumulador térmico que será probado nos próximos meses. 13 Completouse a análise de cando e onde a integración tecnolóxica sería máis valiosa para as empresas e a nivel do sistema enerxético. Estase traballando en políticas, modelos de negocio e integración futura do sistema CryoHub na rede eléctrica.
Descrición contextual
Un maior uso directo de enerxías renovables significa que a rede eléctrica depende das variacións meteorolóxicas ou das mareas. Pódese xerar pouca ou demasiada enerxía e hai un control limitado sobre o seu tempo. Isto supón un problema para a estabilidade da rede, xa que a produción de enerxía non é controlable. É probable que o problema empeore co aumento do uso de enerxías renovables, sobre todo tendo en conta que a UE pretende xerar o 20 % da enerxía utilizada en Europa a partir de fontes renovables para 2020. Un método para equilibrar a xeración e a demanda é almacenar enerxía durante períodos de baixa demanda e utilizala durante períodos de alta demanda. O almacenamento crioxénico utiliza líquidos a baixa temperatura (como aire líquido ou nitróxeno líquido) como medio para o almacenamento e transferencia de enerxía. O almacenamento crioxénico pode proporcionar almacenamento de enerxía a gran escala e de longa duración. O obxectivo principal do proxecto CryoHub é investigar o potencial do LAES (Almacenamento de Enerxía de Aire Líquido) a gran escala en cámaras frigoríficas e fábricas de alimentos, e utilizar a enerxía almacenada para proporcionar refrixeración e xeración de enerxía eléctrica no lugar durante os períodos de máxima demanda. Este enfoque ten varias vantaxes: 1. Proporcionar almacenamento de enerxía a gran escala para axudar a equilibrar a rede en escalas de tempo diarias e semanais (tomar enerxía da rede cando hai demasiada e poñendo enerxía cando non hai suficiente). 2. Almacenar enerxía procedente de FER (Fontes de Enerxía Renovables) intermitentes locais antes de subministrala á rede. 3. "Acurtar a demanda punta" (é dicir, eliminar o requisito de potencia máxima da rede) o uso enerxético das cámaras frigoríficas/fábricas de alimentos ao mesmo tempo que xera e proporciona parte da potencia máxima necesaria á rede. 4. Proporcionar arrefriamento gratuíto ás cámaras frigoríficas durante a xeración de enerxía. 5. Descarbonizar a rede eléctrica. Co uso de LAES, conséguense beneficios considerables ao poder utilizar os recursos baixos en carbono de forma máis eficiente. Para acadar este obxectivo xeral, o proxecto CryoHub ten os seguintes subobxectivos: 1. Avaliar o potencial actual e futuro do LAES en almacenamento frigorífico e difundilo entre as partes interesadas e usuarios finais dos sectores da enerxía e da refrixeración de alimentos. 2. Determinar os procesos clave e as operacións unitarias para aproveitar o LAES nunha instalación de almacenamento en frío común e identificar como integrar de forma óptima a calor residual e o frío crioxénico almacenado. 3. Identificar o aforro enerxético e de carbono que podería acadar LAES nas fábricas frigoríficas e de alimentos, en comparación coas instalacións convencionais. 4. Identificar solucións de enxeñería para integrar un sistema LAES cunha planta frigorífica típica de almacén, optimizando o rendemento e mellorando a eficiencia. 5. Desenvolver un sistema de software para a toma de decisións e xestión automatizadas das relacións de enerxías renovables (FER) e do consumo de crióxeno en función do almacenamento esperado e do rendemento da rede, as condicións ambientais, a demanda e dispoñibilidade de enerxía, as flutuacións de prezos (en base a plans de tarifas negociados ou as flutuacións do mercado de valores), etc. 6. Desenvolver, validar e demostrar o rendemento da tecnoloxía do sistema LAES para un almacén frigorífico. 7. Desenvolver unha estratexia para a implantación de LAES en toda Europa.
Obxectivos
O proxecto de innovación CryoHub investigará e ampliará o potencial do almacenamento de enerxía crioxénica a gran escala (CES) e aplicará a enerxía almacenada tanto para o arrefriamento como para a xeración de enerxía. Ao usar fontes de enerxía renovables (FER) para licuar e almacenar crióxenos, CryoHub equilibrará a rede eléctrica, ao tempo que satisface a demanda de refrixeración dun almacén de alimentos refrixerados e recupera a calor residual dos seus equipos e compoñentes. A subministración intermitente é un gran obstáculo para o mercado da enerxía FER. En realidade, as FER son forzas inconstantes, propensas a producir en exceso cando a demanda é baixa e a subproducir cando a demanda alcanza o pico. Europa está encamiñada a xerar o 20% das súas necesidades enerxéticas a partir de fontes de enerxía renovables para 2020, polo que a integración adecuada das fontes de enerxía renovables supón retos en todo o continente. O almacenamento crioxénico de enerxía (CES), e en particular o almacenamento de enerxía líquida do aire (LAES), é unha tecnoloxía prometedora que permite o almacenamento in situ de enerxía RES durante períodos de alta xeración e o seu uso durante a demanda máxima da rede. Polo tanto, o CES actúa como almacenamento de enerxía da rede (GES), onde o crióxeno se ferve para impulsar unha turbina e restaurar a electricidade na rede. Ata a data, as aplicacións do CES víronse moi limitadas pola baixa eficiencia de ida e volta (relación de enerxía gastada e enerxía recuperada do almacenamento de enerxía) debido ás perdas de enerxía non recuperadas. Polo tanto, o proxecto CryoHub está deseñado para maximizar a eficiencia do CES recuperando a enerxía de refrixeración e calefacción nun ciclo continuo de licuefacción, almacenamento, distribución e utilización eficiente impulsado por RES. Os almacéns frigoríficos de produtos alimenticios refrixerados e conxelados son grandes consumidores de electricidade, teñen poderosas capacidades de refrixeración e calefacción e desperdician cantidades substanciais de calor. Estas instalacións proporcionan o ambiente industrial ideal para avanzar e demostrar os beneficios de LAES. Deste xeito, CryoHub resolverá a maioría dos problemas antes mencionados dunha soa vez, abrindo o camiño para perspectivas de mercado máis amplas para as tecnoloxías baseadas en CES en toda Europa.
Resultados
O proxecto CryoHub leva o LAES máis alá do seu desenvolvemento actual para xerar melloras na eficiencia e demostrar os seus beneficios para os operadores de plantas de almacenamento en frío e procesamento de alimentos. O proxecto emprega compoñentes que actualmente se atopan no nivel TRL5 ou superior e intégraos en deseños innovadores para proporcionar refrixeración e xeración de enerxía a partir dun sistema LAES. Aínda que se desenvolveron sistemas LAES, nunca utilizaron a calor residual de instalacións de almacenamento en frío ou fábricas de alimentos. O obxectivo do proxecto é animar os operadores de instalacións de almacenamento en frío e fábricas de alimentos a aprender sobre os sistemas LAES e o seu potencial. A través da demostración, espérase que os usuarios finais estean convencidos dos beneficios do LAES e que estean equipados coa información e as ferramentas necesarias para incorporalo nas instalacións de enerxía renovable actuais e futuras. O proxecto traballa en estreita colaboración con instalacións de almacenamento en frío e fábricas de alimentos para superar as preocupacións sobre a instalación dun novo proceso para o usuario final e comprender os desafíos asociados á adopción de tecnoloxía. Espérase que o proxecto CryoHub contribúa aos impactos previstos no programa de traballo nas seguintes áreas: desenvolvemento de políticas relacionadas cos LAES; redución da demanda enerxética e das emisións de carbono. Maior uso de fontes de enerxía renovables (FER). Equilibrio da rede. Desenvolvemento do sector local das enerxías renovables (LAES). Oportunidades de negocio para empresas nun novo sector.
Coordinadores
- LONDON SOUTH BANK UNIVERSITY LBG (LSBU)
Proxectos relacionados
