Cómo el aire líquido podría resolver el enigma energético del Reino Unido

Highview Power cree que tiene la solución pionera para la energía renovable intermitente

Cada año, Gran Bretaña agrega miles de megavatios de energía renovable a su combinación energética en su carrera por alcanzar su objetivo de cero emisiones netas de carbono para 2030.

Pero a medida que crece la proporción de energía eólica, solar y mareomotriz, también crece el persistente problema de la energía intermitente.

Una solución es sobreproducir energía en días ventosos y soleados y devolverla a la red cuando hay una pausa en la energía renovable. ¿Pero cómo?

Highview Power, con sede en Londres, cree que tiene una solución: usar aire líquido criogénico para almacenar la electricidad hasta que se necesite.

La tecnología pionera funciona comprimiendo el aire en un líquido y luego enfriándolo a casi menos 200°C.

El aire líquido se almacena en un depósito aislado a baja presión, que funciona como almacén de energía. Cuando se necesita energía, se extrae aire líquido del tanque y se bombea a alta presión.

El calor almacenado del licuador de aire se aplica al aire líquido a través de intercambiadores de calor y un fluido de transferencia de calor intermedio. Esto produce un gas a alta presión, que luego se utiliza para impulsar una turbina y generar electricidad.

El presidente ejecutivo, Rupert Pearce, dice que la pérdida de energía durante el proceso es de alrededor del 50%, pero gran parte del desperdicio se produce a través del calor que se puede recuperar, lo que eleva su potencial a alrededor del 70%.

"Va a hacer una gran diferencia en el costo de la energía para los consumidores, porque, por supuesto, nuestras energías renovables soberanas de cosecha propia son mucho, mucho más baratas que cualquier otra forma de generación", dice.

La compañía ahora planea recaudar £ 400 millones para construir la primera planta de almacenamiento de energía de aire líquido a escala comercial del mundo cerca de Manchester para fines de 2024.

Los componentes de la planta estarán hechos en gran parte de acero, lo que significa una menor demanda de materiales peligrosos o raros, como los que se utilizan en soluciones nucleares o alimentadas por baterías. Si la planta tiene fugas, tendrá fugas de aire. Y a pesar de los grandes cambios de temperatura, las demandas de mantenimiento son bajas, dice Pearce.

Aún así, necesita ganar dinero. Pearce estima que en 2022 se desperdiciarán 3,5 teravatios hora de energía, suficiente para alimentar la ciudad de Liverpool, porque la red no puede manejar el exceso de energía eólica.

Cuando esto sucede, se paga a los parques eólicos para que no operen. Con la tecnología de Highview, ese exceso de energía se puede almacenar. En cambio, a Highview se le pagará para llenar sus tanques, ya que será más barato hacerlo que pagar los parques eólicos.

Luego, cuando la demanda supera la oferta, puede encender sus turbinas y alimentar la red.

"Podemos proporcionarles la demanda flexible, podemos proporcionarles almacenamiento a largo plazo, para que podamos convertirnos en una reserva estratégica para el Reino Unido", dice.

La planta de Highview en Carrington tendrá una capacidad de 30 megavatios y almacenará 300 megavatios hora de electricidad.

La empresa tiene 200 patentes para defender su tecnología, dice Pearce, aunque espera no necesitarlas.

"No estoy perdiendo el sueño por la competencia, simplemente porque la oportunidad de mercado es muy grande. Estábamos buscando poner equipos por valor de £ 10 mil millones en el suelo solo en el Reino Unido, y somos menos del 50% de las necesidades de almacenamiento de energía del Reino Unido". ."

Pearce se unió a Highview Power después de 16 años en la empresa de satélites Inmarsat, y se fue cuando fue comprada. Antes de eso, fue socio del bufete de abogados Linklaters.

"Cuando vi esta empresa, estaba muy emocionado por su promesa", dice.

La tecnología compite con la hidroelectricidad de almacenamiento por bombeo, que utiliza el exceso de energía para bombear agua cuesta arriba, liberándola a través de turbinas para generar electricidad.

El desafío es que se necesitan dos lagos y algunas montañas para que funcione la energía hidroeléctrica bombeada, lo que la hace inadecuada para gran parte del mundo, dice el profesor Yulong Ding de la Universidad de Birmingham, quien inventó la tecnología de almacenamiento de energía de aire líquido que comercializa Highview.

"Se puede almacenar mucha más energía dentro de un volumen o peso determinado en comparación con la energía hidroeléctrica bombeada", dice el profesor Ding. También hay muy poca fuga, tal vez menos de 0,1% por día, dice. Al igual que la bomba hidroeléctrica, se necesita un aviso de unos minutos para comenzar la producción, mientras que la red debe alimentarse en milisegundos.

Esta es una brecha que podría llenarse con paquetes de baterías, aunque Highview espera usar supercondensadores y almacenamiento de volante para proporcionar energía mientras tanto.

El hidrógeno es otro competidor, pero almacenarlo a bajo costo está muy lejos, dice Pearce.

Hasta ahora, la empresa ha recibido 10 millones de libras esterlinas del gobierno para construir su planta de Carrington gracias al éxito de un prototipo en Pilsworth.

Pero recaudar el resto del dinero es un desafío, dice Pearce.

“Es muy difícil por dos razones. La primera es que se trata de nueva tecnología”, que tiende a elevar el precio del capital.

La otra razón es que los inversionistas en infraestructura prefieren acuerdos de compra confiables a largo plazo, con un ingreso predecible, dice, aunque cree que será posible ganar inversionistas una vez que se construya la próxima planta.

"A medida que nuestro producto madure, se construya el primero, mostraremos que funcionará. El primero se construirá para generar ingresos y mostraremos que el modelo de mercado funciona", dice.

Una vez que eso suceda, Pearce espera recaudar £ 10 mil millones para construir más plantas en el Reino Unido como parte de un mercado de almacenamiento de energía más amplio que podría tener un valor de $ 4 billones.

Las áreas objetivo en el Reino Unido incluyen Humberside, cerca de donde los cables eléctricos de las turbinas eólicas marinas tocan tierra, y Australia, que está sufriendo los altos precios del gas y las plantas de carbón que fallan.

La necesidad está creciendo. Las redes eléctricas de todo el mundo son responsables de aproximadamente un tercio de las emisiones globales, dice, lo que hace que la transición en nuestras redes eléctricas sea "absolutamente fundamental para hacer un esfuerzo decente para reducir los impactos del cambio climático".

"Aunque obviamente es un costo implementar el almacenamiento, los costos de combinación seguirán estando sustancialmente por debajo de lo que los consumidores y las empresas están pagando por la energía en la actualidad. Así que aquí hay una oportunidad real", dijo Pearce.