Fraunhofer Chile: Simulaciones y estudios de la integración de sistemas de almacenamientos en la industria

El área de sistemas fotovoltaicos de Fraunhofer Chile tiene capacidades para diseñar y construir pilotos en cualquier ubicación, permitiendo estudiar el rendimiento de los distintos componentes de los sistemas de almacenamiento en la industria, con demanda tanto eléctrica como industrial. 

La promulgación de la Ley de Almacenamiento y Electromovilidad realizada en noviembre de 2022, ha dado un fuerte impulso no solo al sector industrial, sino que también al científico, para desarrollar diversos aportes a esta tecnología y su integración con fuentes de energía renovables.


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Al respecto, Catalina Hernández Moris, Ingeniera Investigadora de Fraunhofer Chile, conversó con Reporte Sostenible para conocer la visión del instituto en esta materia y cómo evalúan en el futuro su integración con las energías limpias.

Catalina Hernández Moris, Ingeniera Investigadora de Fraunhofer Chile.

- ¿Cuáles son las oportunidades que se abren para la industria con la promulgación de la ley de almacenamiento?

 

La ley de almacenamiento no apoya directamente a una tecnología, sino que está orientada a disminuir el consumo de combustibles fósiles para potenciar el uso de energías renovables de fuente variable (solar y eólica principalmente), aumentando su eficiencia e integración. La Ley habilita a los sistemas de almacenamiento “puros” (no conectados a centrales generadoras) para recibir ingresos y potencia del mercado eléctrico chileno. 

 

En particular se ven favorecidos los sistemas de almacenamiento de baja duración (tipo baterías, aire comprimido), ya que existen pocas tecnologías de almacenamiento de larga duración que sean independientes de las centrales generadoras.

 

Este tipo de iniciativas apunta a dar solución al gran auge de las tecnologías renovables variables dando flexibilidad y respaldo al sistema, manera de estar disponible 24/7 para dar suministro, garantizando la seguridad, calidad y economía del suministro. 

Inclusive, este tipo de iniciativas permite posicionar a Chile en un lugar privilegiado ya que favorece la producción de hidrógeno debido a su gran potencial renovable. La generación de H2 renovable a través de electrólisis, necesita suministros energéticos continuos, estables e idealmente de alto factor de planta, por lo que la incorporación de sistemas de almacenamiento puede representar un importante aporte. Y a su vez, la producción de H2 verde puede absorber los vertimientos energéticos que se producen en la red eléctrica debido a la falta de capacidad en los sistemas de transmisión. En este caso, el H2 verde representa una opción de almacenamiento estacional de largo plazo, y también como insumo para usos energéticos en otros procesos industriales, (transporte, calor de proceso, industria química, mezcla con gas natural, etc.). 

 

Es interesante destacar que la producción de H2 renovable puede absorber vertimientos energéticos que se producen en el sistema eléctrico hoy, siendo entonces también una opción de almacenamiento energético flexible y transversal, al poder usar a su vez el hidrógeno almacenado en aplicaciones térmicas, sector transporte, insumo para otros procesos químicos (producción de amoniaco, metanol, combustibles sintéticos), almacenamiento estacional u otros.

 

- ¿Qué soluciones puede ofrecer en este ámbito Fraunhofer?

 

Fraunhofer Chile tiene la capacidad de poder realizar simulaciones y estudios de la integración de sistemas de almacenamientos en la industria, con demanda tanto eléctrica como industrial.  Por ejemplo, nuestra área de sistemas fotovoltaica tiene capacidades para diseñar y construir pilotos en cualquier ubicación, permitiendo estudiar el rendimiento de los distintos componentes de los sistemas. Desde el punto de vista térmico, se pueden realizar simulaciones de distintos sistemas de almacenamiento térmico (tales como sales fundidas, concreto, aceites térmicos, entre otros), permitiendo el diseño de soluciones a la medida para los distintos tipos de clientes. También hemos evaluado nuevas tecnologías para almacenamiento a través de su nivel de madurez tecnológica. 

 

Finalmente es necesario indicar que Fraunhofer Chile, a lo largo del tiempo, ha adquirido un nivel de entendimiento de la demanda energética a nivel país –en todos los sectores de consumo, tanto térmico como eléctrico– lo cual, sumado a nuestras capacidades de realizar simulaciones computacionales, nos permiten realizar estudios de potencial para diferentes tipos de tecnologías de almacenamiento, de modo de apoyar el desarrollo de políticas públicas al respecto. 

 

- ¿Cómo evalúa el desarrollo de la industria solar térmica en el país y sus cuáles podrían ser los beneficios de su uso?

 

Chile tiene un gran potencial de desarrollo de la industria solar térmica debido al abundante recurso solar en nuestro territorio, constituyéndose como una tecnología clave para alcanzar los objetivos de descarbonización de la industria chilena, en línea con las metas que plantea la Estrategia Nacional de Calor y Frío, que proponen lograr que un 45% de la energía utilizada para generar calor y frío al 2030 sea sostenible, y 80% al 2050; reduciendo las emisiones de gases efecto invernadero (GEI) asociadas a la generación de calor y frío en un 40% al 2030, y en un 65% al 2050.

 

Los sistemas solares térmicos tienen un alto potencial de integración en los procesos industriales que requieren calor, puesto que existen diferentes tecnologías para operar a las distintas temperaturas de operación requeridas, desde procesos a baja temperatura (por debajo de los 150 °C), procesos a media temperatura (150 a 400 °C) y procesos a alta temperatura (sobre 400 °C).

 

Para lograr un alto nivel de integración, que permita tanto alcanzar un alto factor de reemplazo de medios de generación térmicos tradicionales mediante energía solar - así como un nivel de costo de la energía térmica competitivo-, es clave contar con sistemas de almacenamiento térmico de energía que permitan gestionar el despacho de la energía solar térmica en horarios que haya demanda por parte del proceso industrial ante ausencia de sol, como por ejemplo durante las noches.

 

- ¿Qué tipo de clientes podría solicitar estudios para implementar esta tecnología? 

 

Con respecto a la pregunta anterior, se puede mencionar que, en general, la tecnología solar térmica, así como los sistemas de almacenamiento térmico, pueden ser integrados en todas las industrias que requieran suplir procesos que demanden calor. Un claro ejemplo de este tipo de integración en Chile es el caso de la planta Pampa Elvira Solar, una instalación solar térmica con un sistema de almacenamiento térmico de agua caliente, ubicada en la faena minera Gabriela Mistral de Codelco, operativa desde el año 2013 y que se encarga de proveer el calor requerido para el proceso de electro-obtención, reemplazando 85% del combustible fósil requerido por el proceso, dejando de emitir 15.000 toneladas de CO2 por año.

 

En particular, en el caso de Chile, destaca el claro potencial de integración de este tipo de tecnologías en la industria minera y en la industria alimentaria, sectores con una participación relevante en la industria productiva nacional.

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