La buena noticia es que las energías renovables representan casi el 50 por ciento de la electricidad generada en Alemania. La mala noticia es que carecen de la flexibilidad para adaptarse a la demanda de electricidad fluctuante del día. Solo proporcionan energía eléctrica cuando sopla el viento o brilla el sol. En un mundo perfecto, los ingenieros encontrarían una manera de almacenar las grandes cantidades de energía generadas por las energías renovables y coordinar la producción y el almacenamiento de energía. Y eso es exactamente lo que ES-FLEX-INFRA, un proyecto conjunto liderado por el Instituto Fraunhofer de Algoritmos y Computación Científica SCAI, pretende hacer.

Financiado por el estado de Renania del Norte-Westfalia, El objetivo expreso del proyecto ES-FLEX-INFRA es acoplar sectores energéticos en una apuesta por flexibilizar su infraestructura. El software desarrollado para este fin tiene como objetivo permitir que las empresas de energía analicen y cambien las cargas, e integrar las instalaciones de almacenamiento en la infraestructura urbana. La Universidad de Ciencias Aplicadas de TH Köln, Werusys GmbH &Co. KG y Rheinische NETZGesellschaft mbH se han unido a Fraunhofer SCAI en esta empresa.

"¿Qué pasa cuando la demanda de electricidad es alta pero el sol no brilla? ¿Cómo usamos la energía excedente cuando la situación se invierte? Si la participación de las energías renovables sigue creciendo, Los esfuerzos convencionales de los sectores energéticos individuales para optimizar el uso de energía ya no serán suficientes. En lugar de, será necesario vincular sectores energéticos como el eléctrico, gas natural, calefacción y transporte de distrito, "dice el Dr. Bernhard Klaassen, que está apoyando el proyecto en Fraunhofer SCAI. "Por ejemplo, Es mucho más rentable y eficiente cambiar las cargas para equilibrar la generación y el consumo de energía. utilizan el calor residual industrial y almacenan energía térmica que para almacenar energía en forma de electricidad ".

Aumento de la eficiencia con la gestión de energía cruzada

Una vez que los distintos sectores energéticos estén debidamente conectados, este acoplamiento sectorial puede servir para regular la producción y el almacenamiento también de calor. Un efecto secundario inevitable de generar energía eléctrica, el calor puede ser mucho más que un producto de desecho. En su mejor momento, este tipo de gestión de energía cruzada sería una combinación perfecta de generación de electricidad y calor junto con el almacenamiento óptimo, distribución y uso de esta energía. Esto haría que el suministro de energía basado en energías renovables sea mucho más confiable y lo pondría en el camino hacia la aceptación generalizada como viable, solucion de largo plazo.

Los investigadores realizaron pruebas virtuales en simulaciones para desarrollar ES-FLEX-INFRA como una solución compatible con software, pero también investigaron la red del mundo real de Rheinische NETZGesellschaft bajo diferentes condiciones de carga. Su evaluación abordó la energía eléctrica, Sectores de gas y calefacción.

Algunas de las opciones que podrían hacer que la infraestructura sea más flexible incluyen:

• Usando bombas de calor, acumuladores o rejillas para aprovechar el calor residual y otros flujos de calor que generalmente no se utilizan
• Poner en práctica soluciones de energía a gas para generar metano con electricidad excedente mientras se aprovecha el calor del proceso de energía a gas para su uso en sistemas de cogeneración
• Abastecimiento y alimentación de metano en redes de gas e instalaciones de almacenamiento, y su uso en sistemas de cogeneración
• Canalizar el excedente de electricidad a vehículos eléctricos o, vía power-to-gas, a los vehículos que funcionan con gas natural

Primera aplicación industrial en funcionamiento

“La demanda de almacenamiento y otras opciones flexibles seguirá creciendo. La salida de los combustibles fósiles y la energía nuclear solo será eficiente y un éxito económico si logramos conectar la electricidad, calor, sectores de gas y transporte, por ejemplo, mediante movilidad eléctrica o vehículos propulsados ​​por gas natural, y capitalizar el flujo de carga y las sinergias de almacenamiento, "dice Klaassen.

La industria está descubriendo los beneficios del acoplamiento sectorial. Las empresas están investigando el software de simulación desarrollado por Fraunhofer SCAI para respaldar sus esfuerzos de planificación, por ejemplo, para aplicaciones de hidrógeno. El principal operador de gasoductos de Alemania, Open Grid Europe GmbH (OGE), con sede en Essen, y otros ya lo están utilizando en aplicaciones industriales.