El vector energético es un concepto que se ha generalizado en los últimos años con el aumento de las energías renovables. No es difícil de entender, y en este articulo lo tratamos en profundidad.
El vector energético es un instrumento que permite almacenar la energía generada en un momento y lugar fijo para aprovecharla posteriormente cuando se necesite.
En otras palabras, un vector energético es un producto obtenido a partir de fuentes primarias de energía. Puede ser almacenado y transportado, de manera que su potencial de generación energética pueda ser aprovechado gradualmente en lugares diferentes al de origen y bajo demanda.
Una solución para el uso actual de la energía
Hay vectores energéticos para todo tipo de energía, pero por centrarnos en el caso más empleado nos centramos en la energía eléctrica.
Estos vectores van a permitir compensar la intermitencia de las renovables almacenando excedentes cuando los haya y vertiéndolos a la red cuando falte energía renovable. Con esto estamos favoreciendo la transición energética.
El hidrógeno verde como vector energético
Existen muchos vectores energéticos aplicados a varios tipos de energía, pero el hidrógeno tiene más sentido en la energía eléctrica. En este sentido, el hidrógeno se puede considerar el vector energético perfecto considerando el siguiente proceso:
- (Generación >> Demanda) – Producción de Hidrógeno Renovable
Se puede obtener hidrógeno verde mediante la electrólisis del agua, empleando la energía eléctrica excedente de una instalación renovable.
- Almacenamiento y Acumulación
Posteriormente, el hidrógeno verde se acumula y se almacena para periodos de mayor demanda.
- (Generación << Demanda) – Conversión en Energía Eléctrica
Mediante la tecnología de las pilas de combustible, se produce energía eléctrica y se libera agua como subproducto de la reacción electroquímica.
Los beneficios del hidrógeno
Entre sus múltiples ventajas y propiedades cabe destacar que:
Se puede almacenar de forma relativamente sencilla, como gas presurizado o como líquido, y transportar de forma similar al gas natural, aprovechando los sistemas e infraestructuras ya disponibles.
Contribuye a la integración de las energías renovables en el sistema energético, almacenando y transportando los excedentes de producción de energía eléctrica.
Se puede comprimir, licuar o transformar en otros combustibles gracias a su densidad energética y baja densidad física. Esto permite mejorar su aprovechamiento energético.
El vector energético más utilizado actualmente
La electricidad es el principal vector energético actualmente. Así se refleja en el informe de la International Renewable Energy Agency (IRENA): “Innovation Landscape for smart electrification” continuará siéndolo en el futuro. Todo un reto ante la aparición del hidrógeno verde.
Las energías renovables instaladas en todo el mundo en 2022 alcanzarán el 40%. Sólo en la Unión Europea, casi el 60% de la capacidad de generación de electricidad procede de fuentes renovables. Por eso, el foco actual está en la electrificación de los usos finales que siguen dependiendo en gran medida de los combustibles fósiles.
Tecnologías para descarbonizar
Muchas de las tecnologías de electrificación ya están disponibles, como los vehículos eléctricos y las bombas de calor para edificios y procesos industriales. Además, la electrificación indirecta, que utiliza hidrógeno verde producido por energías renovables, puede ser una solución para descarbonizar sectores difíciles de abandonar.
Ejemplos de vector energético
Son muchos los vectores energéticos que podemos utilizar hoy en día. Un ejemplo sería el bombeo hidráulico, donde se aprovecha el exceso renovable para bombear agua y otros tipos de almacenamiento por gravedad.
Incluso los propios combustibles fósiles podrían considerarse un vector energético, almacenando la energía solar que ha descompuesto la materia orgánica a lo largo de los años. También existen varios gases que se utilizan de vector energético como es la generación de amoniaco o de biometano.
Algunos los vectores energéticos más interesantes son los siguientes.
Sales fundidas
Las sales fundidas se utilizan en las Plantas Solares de Concentración (CSP). Estas sales son utilizadas porque tienen una gran transferencia de calor. También, tienen una temperatura de estado líquido muy alta (más de 500 grados) y muy poca presión de vaporización.
En las centrales de concentración solar se funden estas sales durante las horas de mayor energía solar para después aprovechar este calor y generar por la noche.
Esta energía que se puede almacenar es limitada. Estas centrales generan mucho más durante las horas de sol, y después bajan drásticamente su producción. Lo bueno es que son capaces de aportar energía hasta bien entrada la madrugada.
Bombeo solar
España es un país privilegiado para el uso de este vector energético. De hecho, la potencia instalada de centrales hidroeléctricas en España es considerable. En épocas en que los embalses están llenos por las lluvias, estas centrales son un gran aliado de las energías renovables. Permiten generar gran cantidad de energía cuando baja la producción de otras renovables y el consumo se mantiene.
Cuando no hay lluvia y los embalses no están tan llenos, es cuando funcionan las centrales de bombeo. Estas suben agua de una zona más baja a estos embalses para que pueda generarse cuando se necesite.
Esto se puede realizar con cualquier fuente de energía, pero lo habitual es emplear electricidad. Actualmente, se alimentan con los excedentes de energía de los parques fotovoltaicos durante las horas de sol.
Amoniaco como vector energético
El amoniaco se posiciona como una opción más óptima entre los distintos vectores energéticos. Esto se debe a que el amoniaco evita los problemas que surgen con el hidrógeno en cuanto a almacenamiento, distribución e infraestructura.
La eficiencia y la densidad energética del amoniaco es muy alta. Además, tiene la ventaja de aprovechar la infraestructura de distribución de combustible actual. Lo interesante es producirlo mediante energía renovable y da lugar al conocido amoniaco verde, o amoniaco de cero emisiones. Actualmente se utiliza en el sector del transporte.
Sin embargo, el uso de amoniaco puro en motores de combustión sigue teniendo sus limitaciones técnicas y está todavía en proceso de investigación. Sobre todo, para controlar las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx).
Los gases renovables como vector energético
Además del hidrógeno que hemos tratado anteriormente, existen otros gases que poseen las propiedades para actuar como vector energético. Estos son:
Biometano
El biometano es un vector energético clave en la transición del modelo de energía. Se trata de una fuente de energía, que se produce a partir de materia orgánica biodegradable. Su origen se encuentra en los residuos agrícolas, residuos alimentarios y estiércol. Estos se descomponen en un ambiente sin oxígeno.
El biometano de alta calidad se obtiene tras la eliminación del dióxido de carbono y otros contaminantes. Su composición es similar al gas natural y le permite ser utilizado en los mismos procesos. Por ejemplo, se usa en la generación de electricidad, calefacción, cocina, transporte y distintos usos industriales.
El biometano generalmente se transporta y almacena utilizando la infraestructura de gas existente, pero puede utilizarse igualmente para cubrir las necesidades de puntos de consumo cercanos.
Biogas
El biogás es un gas que se produce a partir de un proceso de metanización. Es decir la fermentación de materia orgánica, vegetal o animal. Requiere un tratamiento en ausencia de oxígeno y la acción de distintos tipos de bacterias (digestión anaeróbica).
El biogás puede producirse de forma natural (pantanos, arrozales…) o artificialmente en unidades de metanización.
Al igual que el caso anterior, el biogás es similar al gas natural fósil. Esto facilita su transporte y uso directo por la red actual sin necesidad de adaptar la red de gas existente
Es un vector energético que se puede comprimir y almacenar directamente. Los principales usos del biogás son para generar energía térmica y eléctrica.
Sus areas de especialización son: la energía, el tratamiento de aguas y la consultoria ambiental. Siempre implicada con la innovación y la sostenibilidad ambiental.
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