Combinación de calor y electricidad a pequeña escala a partir de biomasa
La cogeneración de calor y electricidad se utiliza desde hace muchos años en todo el mundo en diferentes sectores industriales y en diversas formas (calderas de vapor y turbinas de vapor, turbinas de gas, calderas de vapor y turbinas de vapor, motores alternativos y sistemas de recuperación de calor). Los dispositivos seleccionados se detectan generalmente por la fuente de combustible disponible, el sector del mercado y la escala.
En el Reino Unido, tras la privatización de British Gas en 1986 y el auge del gas en los años 90, la cogeneración en la industria creció rápidamente con la instalación de turbinas de gas y plantas de calderas de vapor, y en el sector comercial y los hospitales con la instalación de plantas de motores de gas. En la actualidad, debido a la reducción del tamaño de las instalaciones y a la necesidad de una mayor flexibilidad operativa, la cogeneración con motores de gas se ha convertido en la tecnología preferida.
Con el impulso hacia una economía sostenible con cero emisiones de carbono, todos los principales fabricantes tienen variantes de motores de gas verde de biogás y biometano y están preparando su tecnología para utilizar hidrógeno (mixto o puro).
La cogeneración es una tecnología de eficacia probada y puede generar rendimientos de hasta el 95% utilizando gas natural de baja emisión de carbono como fuente de combustible. A medida que las redes de gas se vuelvan ecológicas, la firma de carbono de la cogeneración se reducirá. Sin embargo, la cogeneración puede utilizar directamente combustibles con cero emisiones de carbono para ofrecer una posición de carbono cero o negativa.
Power-to-X
El estado de Georgia podría reducir drásticamente sus emisiones de gases de efecto invernadero, al tiempo que crearía nuevos puestos de trabajo y un público más sano, si un mayor número de sus industrias y edificios comerciales de alto consumo energético utilizaran la cogeneración de calor y electricidad (CHP), según la última investigación de la Escuela de Políticas Públicas de Georgia Tech.
El documento, que ya está disponible en formato digital y que se publicará en diciembre en la revista Applied Energy, concluye que la cogeneración podría reducir considerablemente la huella de carbono de Georgia y crear empleos verdes. Georgia ocupa el octavo lugar entre los 50 estados en cuanto a generación neta de electricidad y el undécimo en cuanto a emisiones totales de dióxido de carbono, según datos de la Administración de Información Energética de EE.UU.
«La cogeneración ofrece una enorme oportunidad de ahorrar dinero a las industrias y hacerlas más competitivas, a la vez que reduce la contaminación atmosférica, crea puestos de trabajo y mejora la salud pública», afirmó la investigadora principal, Marilyn Brown, profesora de Sistemas Sostenibles de la Escuela de Políticas Públicas de Georgia Tech.
Flex-Plants™ de Siemens: energía flexible de ciclo combinado
La tecnología actual permite producir calor y electricidad in situ de forma simultánea, gracias a un proceso denominado cogeneración o producción combinada de calor y electricidad (CHP). La electricidad producida se vierte en la red eléctrica o en instalaciones cercanas que requieren energía adicional, mientras que el calor es reutilizado a veces por la planta y a menudo se canaliza a comunidades o instalaciones cercanas.
El rendimiento de una planta de cogeneración es muy alto, dependiendo del combustible utilizado y de otros parámetros, y puede llegar al 85%. Proporcionar y generar calor y electricidad por separado suele ser sólo la mitad de eficiente. Esto se debe a que el calor es un subproducto de la producción de electricidad que a menudo se desperdicia: el proceso de cogeneración recupera el calor y lo ahorra.
Las ventajas de la cogeneración son numerosas: el proceso aumenta la eficiencia energética, reduce los costes de la energía y utiliza combustibles renovables y de fácil acceso a nivel local, como la biomasa y el biogás. Las emisiones de CO2 se reducen al mínimo y los gases de escape se tratan para que sean respetuosos con el medio ambiente.
El sistema de energía solar con microturbina optimizada (OMSoP
Los sistemas residenciales de producción combinada de calor y electricidad (CHP) producen electricidad in situ al tiempo que utilizan el calor residual para complementar las necesidades de calefacción del hogar, lo que puede suponer una reducción significativa de las emisiones de CO2 y del consumo de energía primaria. Sin embargo, el despliegue actual de este tipo de sistemas de cogeneración en el sector residencial estadounidense es extremadamente bajo, debido principalmente a su alto coste, a la corta vida útil del sistema y a su baja eficiencia. A partir de un análisis del consumo energético medio de viviendas unifamiliares representativas en 10 ciudades estadounidenses de 7 zonas climáticas diferentes, se concluye que no existe un sistema de cogeneración residencial único, sino que es más probable que una gama de productos refleje las preferencias de los consumidores. Además, mediante un análisis tecnoeconómico sistemático, se ha determinado que la alta eficiencia (por ejemplo, 30% – 40% de combustible en electricidad), la larga vida útil (por ejemplo, 15 años), el bajo coste (preferiblemente menos de 2.500 dólares de precio de instalación) y las bajas emisiones son requisitos clave para permitir la implantación generalizada de sistemas de cogeneración en el sector residencial estadounidense. Este artículo analiza cómo cambiaría el periodo de recuperación de la inversión en cada ciudad al variar casi una docena de parámetros y concluye con una evaluación sobre la máxima penetración en el mercado basada en un conjunto determinado de parámetros, y el ahorro de energía y emisiones resultante que puede lograrse prácticamentemás » en algunos escenarios.» menos