PRODUCCIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES

PRODUCCIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES
DESCRIPCIÓN:
Las fuentes de energía renovable instaladas en el PT Walqa son energía eólica, energía solar fotovoltaica y energía solar
térmica. Con esta generación renovable se cubre entre el 20% y el 40% del consumo eléctrico del PT Walqa y se apoya al
sistema de climatización del edificio de Fundación Hidrógeno Aragón (20% ahorro de emisiones de gases de efecto
invernadero).
ENERGÍA EÓLICA
Potencia Instalada:
635 kW (3 aerogeneradores: Vestas
V29, Lagerway L80 y Enercon E33)
Energía Generada:
540 000 kWh/año
Emisiones evitadas:
184 000 kgCO2/año
ENERGÍA TÉRMICA
Potencia Instalada:
45 kW (Captadores solares térmicos
IMS Calefacción).
Energía Generada:
5 400 kWh/año, que equivale al
consumo de 519 Nm3/año de gas
natural.
Emisiones evitadas:
1 256 000 kgCO2/año
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Potencia Instalada:
109 kW (4 seguidores solares con
un total de 40kW, 9 kW en la
azotea de Fundación Hidrógeno
Aragón y 60 kW en las marquesinas
del PT Walqa).
Energía Generada:
122 000 kWh/año
Emisiones evitadas:
41 600 kgCO2/año
SISTEMA CERO EMISIONES DE GENERACIÓN ELÉCTRICA
AISLADA PARA LUGARES REMOTOS
DESCRIPCIÓN:
Una instalación de generación eléctrica aislada de red es un sistema que permite suministrar energía en lugares a los que
no llega la red eléctrica. Esta opción representa una alternativa a los contaminantes grupos diésel.
La instalación está compuesta por un sistema de captación solar fotovoltaico de 10 kW que se sitúa en la cubierta del
edificio de la Fundación. Como sistema de almacenamiento de la energía eléctrica se dispone de un banco de baterías de
48 V nominales, 6,6 kWp y 1 990 Ah que proporcionan una autonomía de unos 4 ó 5 días a nuestra oficina. Esto permite
que se pueda disponer de electricidad por la noche o en días que no hace sol. El sistema también cuenta con una pila de
combustible de 1,2 kW que a partir del hidrógeno de nuestras instalaciones produce electricidad y recarga las baterías.
Con esta instalación se alimentan los equipos informáticos de la oficina de la Fundación hidrógeno Aragón, de forma
totalmente limpia, evitando emisiones de CO2. Se producen más de 11 000 kWh/año de electricidad y se evita la emisión de
7500 kgCO2/año.
CUANTIFICACIÓN
Rendimiento:
Generador diesel para aplicación
aislada: 28%
Sistema cero emisiones: 90%
(respecto energía captada)
Coste adquisición generador diesel:
3 000 €
Ratios
Económicos:
Coste combustible: 4 200 €/año
(precio junio 2013)
Coste adquisición sistema cero
emisiones: 30000 €
Coste combustible: 0 €/año
Emisiones:
Generador diesel: 0,27 kgCO2/kWh
útil producido
Sistema cero emisiones: 0,0
kgCO2/kWh útil producido
COMPARACIÓN CON GENERADOR DIESEL
Eliminación de las emisiones contaminantes. 105 00 kg
de CO2 evitados al año.
Eliminación de la necesidad de proveer combustible con
sus ahorros energéticos y en emisiones
correspondientes.
BICICLETAS DE PEDALEO ASISTIDO
DESCRIPCIÓN:
Se ha realizado la transformación de una flota de veinte bicicletas de pedaleo asistido (equipado con pedales y un motor
eléctrico auxiliar que no puede ser propulsado exclusivamente por medio de ese motor auxiliar).
Se ha dotado a las bicicletas de un motor eléctrico que alimentado a través de una batería eléctrica impulsa la bicicleta
reduciendo el esfuerzo. Dicho motor se pone en funcionamiento siempre que no se dé una de las siguientes circunstancias:
•
•
•
La velocidad sea mayor de 25 km/h.
Alguno de los frenos esté pulsado.
Cese el pedaleo.
Estas bicicletas han sido cedidas al PT Walqa en el marco de un convenio de colaboración para facilitar los desplazamientos
de los trabajadores del parque, reduciendo de este modo las emisiones de CO2 en la zona.
CUANTIFICACIÓN
Ahorro energía:
Moto: 400 Wh/km
Reducción de las emisiones de CO2
Bicicleta convencional: 0 Wh/km
Son un medio de transporte
mucho más económico.
Bicicleta de pedaleo asisitido: 2,7
Wh/km
Moto: 2 500 €
Ratios
Económicos:
COMPARACIÓN
Comparativa
con moto:
Sigue siendo un sistema rápido.
Bicicleta convencional: 400 €
Facilita el aparcamiento.
Bicicleta de pedaleo asistido: 1 500 €
Emisiones:
Reduce la contaminación acústica
a cero.
Moto: 0,17 kgCO2/km
Medio de transporte mucho más
saludable.
Bicicleta convencional: 0,0 kgCO2/km
Reducción del esfuerzo al mínimo.
Bicicleta de pedaleo asistido: 0,0
kgCO2/km
Comparativa
con bicicleta
convencional:
Alternativa real al transporte
convencional.
Saludable, segura y muy agradable
de utilizar.
Apta para todos los públicos.
SISTEMA DE COGENERACIÓN
DESCRIPCIÓN:
Se ha integrado una pila de combustible alimentada por hidrógeno en un banco de ensayos como sistema de cogeneración
(aprovechamiento simultáneo de electricidad y calor).
El sistema ofrece 4 kW de potencia eléctrica y 3,5 kW útiles de potencia térmica que utilizamos para calentar el agua del
depósito de 150 l desde 20 ºC hasta 60 ºC en 2h de funcionamiento. El rendimiento del sistema es del 70%, 40% eléctrico,
30% térmico y 30% de pérdidas. El agua caliente es aprovechable tanto para agua caliente sanitaria (ACS) como calefacción.
La gran ventaja de este sistema es que no produce emisiones contaminantes.
CUANTIFICACIÓN
COMPARACIÓN
Pila cogeneración alimentada con H2:
total 70% (40% eléctricos y 30%
térmicos)
Rendimiento:
Pila de cogeneración alimentada con
GN: total 90% (35% eléctricos y 55%
térmicos)
Motor de combustión interna
cogeneración: total 90% (27,5%
eléctricos y 62,5% térmicos)
Ratios
Económicos para
una vivienda
media:
Coste adquisición FCH2: 26 000 €
Coste combustible: 3 000 €/año
Coste adquisición FCGN: 35 000 €
Coste combustible: 320 €/año
Coste adquisición MCI: 18 000 € Coste
combustible: 400 €/año
FCH2: 0,0 kgCO2/kWh útil producido
Emisiones in situ:
FCGN: 0,2 kgCO2/kWh útil producido
MCI: 0,2 kgCO2/kWh útil producido
COMPARACIÓN
Comparativa con
motor de combustión
interna de
cogeneración:
Eliminación de las emisiones
contaminantes.
Ausencia de red de transporte de
hidrógeno.
Comparativa
con pila de
cogeneración
alimentada con
GN:
Eliminación de las emisiones
contaminantes.
Ausencia de red de transporte
de hidrógeno.
Valorización del hidrógeno.
COMURO: SISTEMA DE COMPRESIÓN DE HIDRÓGENO
MEDIANTE HIDRUROS METÁLICOS
DESCRIPCIÓN:
Los estándares actuales para el uso del hidrógeno implican presiones de elevadas, por lo que es necesario comprimir este
gas para su transporte y uso. El Comuro es un sistema que permite la compresión de hidrógeno mediante el aporte de calor
al sistema, a diferencia de los sistemas convencionales que emplean pistones y membranas.
Con la tecnología del Comuro se pueden alcanzar presiones superiores a 200 bar. Para conseguirlo el sistema emplea
hidruros metálicos, que llevan empleándose desde hace años para aplicaciones de almacenamiento de hidrógeno gas, por
lo que los sistemas son ampliamente conocidos.
Esta solución novedosa para la compresión de hidrógeno aprovecha diferencias de temperatura para llevar a cabo
reacciones que permiten aumentar la presión del hidrógeno.
El sistema de compresión emplea esta técnica y consigue unas presiones de compresión y unas calidades de gas de salida
superiores a los sistemas convencionales.
CUANTIFICACIÓN
Ahorro energía:
Sistema convencional: 5 kWh/kgH2
Sin partes móviles.
Sistema comuro: 0 kWh/kgH2 (siempre
que el calor utilizado sea residual o
renovable).
Aprovecha calor residual.
Sistema convencional: 270 000,00 €
Ratios
Económicos:
Emisiones:
COMPARACIÓN
Sistema comuro: 245 000,00 €
Comuro:
Emplea fuentes renovables de
calor.
Purifica las corrientes de
hidrógeno.
Sistema convencional: 1,5 kgCO2/kgH2
Presiones elevadas.
Sistema comuro: 0,0 kgCO2/kgH2
(siempre que el calor utilizado sea
residual o renovable).
Impacto medioambiental mínimo
CARRETILLA ELEVADORA DE HIDRÓGENO
DESCRIPCIÓN:
Se ha llevado a cabo la transformación de una carretilla elevadora eléctrica de baterías en una carretilla eléctrica con pila
de combustible.
Los principales problemas que presentan las carretillas de baterías son los largos tiempos de recarga de las baterías y la
escasa autonomía que presentan.
En un mismo turno de trabajo de 8 horas, un operario deberá parar al menos una vez para reemplazar las baterías por unas
cargadas (tiempo perdido en el reemplazo 15 – 30 minutos); con una carretilla de hidrógeno la recarga se hace inmediata
(2 – 3 minutos) y una única carga permite operar durante todo el turno de trabajo.
En este desarrollo, la Fundación del Hidrógeno en Aragón ha llevado a cabo un balance de planta para la integración de una
pila de combustible en la carretilla elevadora.
CUANTIFICACIÓN
COMPARACIÓN
Reduce el tiempo de recarga,
pasando de 8 horas a un repostaje
de 2 – 3 minutos (reducción
99,4%).
Carretilla diésel: 3,6 kWh/km
Ahorro energía:
Carretilla eléctrica: 0,55 kWh/km
Carretilla hidrógeno: 1,9 kWh/km
Proporciona una autonomía del
doble o el triple en cada repostaje.
Carretilla diésel: 15 000 €
Ratios
Económicos:
Carretilla eléctrica: 14 700 €
Carretilla hidrógeno: 28 000 €
Carretilla diésel: 0,869 kgCO2/km
Emisiones:
Comparativa
con carretilla
eléctrica:
Aumenta la productividad (mayor
número de desplazamientos/turno
de trabajo).
Reduce tiempos perdidos en
repostaje (Reducción 87%).
Carretilla eléctrica: 0,0 kgCO2/km
Carretilla hidrógeno: 0,0 kgCO2/km
Elimina la necesidad de tener un
segundo banco de baterías para
operar mientras las primeras están
cargando.
Elimina las emisiones de CO2.
Funcionamiento silencioso.
Comparativa
con carretilla
diésel:
Reducción del número de piezas
móviles y por lo tanto del
mantenimiento.
Mayor adaptación a la conducción
(aceleración, velocidades,
inclinación).
SISTEMA DE REINYECCIÓN A RED ELÉCTRICA
DESCRIPCIÓN:
La Fundación del Hidrógeno de Aragón dispone de un sistema de gestión de la energía eléctrica utilizando el hidrógeno.
Primero se produce hidrógeno con los excedentes de energía renovable producida. El hidrógeno se almacena en nuestras
instalaciones. Cuando se necesita un aporte de electricidad extra, se aprovecha la pila de combustible alimentada por
hidrógeno para reinyectar la electricidad a la red.
Las pilas de combustible instaladas son de 10 kW formadas por módulos (stacks) de 2 kW. Tienen una vida de más de 3000
horas de funcionamiento. Se trata de tecnología de pila de combustible tipo PEM, de cátodo abierto refrigerada por aire.
Las pilas vierten la electricidad producida a través de dos inversores monofásicos de 5 kW que transforman la energía
eléctrica en corriente alterna con las características adecuadas para su consumo en nuestro edificio.
La principal ventaja de este sistema es su respuesta instantánea ya que se encuentra continuamente en stand – by.
CUANTIFICACIÓN
Rendimiento:
Generador diesel para aplicación
aislada: 28%
Sistema cero emisiones: > 50%
Ratios
Económicos:
Emisiones:
Coste adquisición generador diesel:
3 000 €
Coste adquisición sistema cero
emisiones: 40 000 €
Generador diesel:
0,27 kgCO2/kWh útil producido
Sistema cero emisiones:
0,0 kgCO2/kWh útil producido
COMPARATIVA CON GENERADOR DIESEL
Las pilas de combustible funcionan en condiciones de frío
extremo: -25 ºC
Eliminación de las emisiones contaminantes. Se puede
integrar la pila de combustible junto a energías renovables
como la fotovoltaica.
Mayor seguridad de funcionamiento. Los sistemas a gasoil
tienen problemas de robo de combustible, con lo que se
compromete la seguridad de abastecimiento.
HyTow
DESCRIPCIÓN:
El proyecto HyTow consiste en el desarrollo de un sistema de limpieza de calles autopropulsado.
El prototipo, un carro o remolque, dispone de un depósito de agua con una manguera a presión que permite la limpieza de
las calles en los cascos urbanos de las ciudades. La manguera guía el agua a presión propulsada por una bomba alimentada
a través de una pila de combustible.
Una pila de combustible es un dispositivo electroquímico que transforma de manera directa la energía del combustible, en
este caso hidrógeno, en electricidad; reduciendo tanto la contaminación atmosférica como la acústica.
El manejo o movimiento de la limpiadora por las calles es muy sencillo para el operario, ya que está dotado de un sistema
de jockey Wheel (rueda especial para desplazamientos) que permite libertad de movimientos.
El sistema equivalente sería un conjunto formado por depósito y bomba de impulsión, alimentados a través de un motor
diésel, incorporado en una camioneta o pick-up para los desplazamientos.
CUANTIFICACIÓN
Ahorro de
energía:
Ratios
Económicos:
Emisiones
CO2
Emisiones
acústicas:
Sistema HyTow: 37,5 kWh/día
Sistema pick-up (diésel): 60 kWh/día
Sistema HyTow: 21 000 €
Sistema pick-up (diésel): 17 450 €
Sistema HyTow: 0kg CO2/año
Sistema pick-up (diésel): 3 750 kg
CO2/año
Sistema HyTow: 70 dB (equivalente al
ruido de una oficina)
Sistema pick-up (diésel): 120 dB
(equivalente al despegue de un avión).
COMPARATIVA SISTEMA PICK- UP (DIESEL)
Las pilas de combustible funcionan en condiciones de frío
extremo:-25 ºC
Eliminación de las emisiones contaminantes. Se puede
integrar la pila de combustible junto a energías
renovables como la fotovoltaica.
Mayor seguridad de funcionamiento. Los sistemas a
gasoil tienen problemas de robo de combustible, con lo
que se compromete la seguridad de abastecimiento.
PRODUCCIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE HIDRÓGENO
RENOVABLE
DESCRIPCIÓN:
Los sistemas basados en hidrógeno como combustible permiten un menor impacto medioambiental debido a que el único
residuo es agua. Pero la obtención del hidrógeno puede tener emisiones de gases de efecto invernadero.
En la actualidad el principal proceso para la obtención de hidrógeno es el reformado de gas natural, donde se emiten
muchos contaminantes. Pero existen procesos en los cuales el hidrógeno puede ser obtenido con un menor impacto
medioambiental, siendo la electrolisis del agua el más desarrollado hasta el momento.
La electricidad, junto con el agua, es el elemento más importante para la obtención del hidrógeno con menores emisiones
contaminantes. Ya que este puede tener una gran variedad de orígenes, entre ellas se encuentran las fuentes de energía
renovables.
La independencia de las fuentes fósiles permite un sistema de distribución y de generación de hidrógeno renovable y
deslocalizado.
CUANTIFICACIÓN
Coste de energía:
Ratios
Económicos:
Emisiones:
COMPARACIÓN
Sistema reformado de gas natural:
25,59 kWh/kgH2
Menores emisiones de elementos
contaminantes.
Sistema hidrógeno renovable: 51,17
kWh/kgH2
Independencia de los combustibles
fósiles.
Sistema reformado de gas natural: 4,6
€/kgH2
Sistema hidrógeno renovable: 2,7
€/kgH2
Sistema reformado de gas natural:
18,0 kgCO2/kgH2
Sistema hidrógeno renovable: 1,2
kgCO2/kgH2
Con el
sistema de
electrólisis se
consigue:
Económicamente competitivo.
Gran flexibilidad de fuentes de
energía.
Tecnología igualmente
desarrollada.
Permite tener generadores de gas
aislados de las redes de
distribución.
SISTEMA DE SEGURIDAD DE SUMINISTRO ELÉCTRICO.
SAI PARA SERVIDORES INFORMÁTICOS DE EDIFICIOS.
DESCRIPCIÓN:
Un sistema de alimentación ininterrumpida, SAI (en inglés, UPS), es un dispositivo que puede proporcionar energía durante
un apagón eléctrico y por un tiempo limitado a todos los dispositivos que tenga conectados.
La inclusión de una pila de combustible de Hidrógeno en un SAI, permite multiplicar exponencialmente la duración de la
alimentación de emergencia. Se alcanzan días y semanas de autonomía, frente a los minutos y horas de los sistemas
convencionales.
CARACTERÍSTICAS
VALOR
Potencia de salida máxima
3 kVA (20 minutos)
Potencia de salida nominal
1,7 kVA
Autonomía nominal baterías
15 minutos
Autonomía pila de hidrógeno (Cada botella de 50 l a 200 Bar)
6 horas
Tiempo respuesta
Inmediato
CUANTIFICACIÓN
Baterías (sistema colocado anteriormente): 15 min
Autonomía:
SAI de hidrógeno: 6 h 15 min
Coste adquisición sistema baterías: 3 000 €
Ratios
Económicos:
Emisiones:
Coste adquisición sistema SAI hidrógeno: 10 000 €
Baterías: 0 kgCO2/kWh útil producido
SAI hidrógeno: 0 kgCO2/kWh útil producido
COMPARACIÓN
El sistema de pila de combustible es totalmente escalable.
Más competitivo económicamente cuanta mayor potencia y mayor
autonomía se requiera.
SAIs de pila de combustible alimentada con gas natural como fuente
principal de suministro energético de las empresas, dejando la red
eléctrica como sistema de emergencia.
Durabilidad.