Anar al contingut

Potència a X

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Transformació d'energia en els enllaços entre sectors

El terme potencia a X (de l'anglés power-to-X, abreviat a voltes P2X o P2Y) designa vàries tecnologies de transformació energètica que convertixen l'excedent d'electricitat renovable en combustibles, atres productes químics o calor. Pot vore's com un subconjunt de les moltes tecnologies que existixen per al almagasenament d'energia.[1][2] El punt de partida és sempre energia elèctrica (en anglés, power, encara que esta paraula té més significats) produïda de fonts renovables (habitualment eòlica o fotovoltaica). En la producció renovable hi ha moments en que es produïx més energia de la que es consumix. Les tecnologies de conversió (potència a X) permeten transformar-la (en gas, en calor) o almagasenar-la per a utilisar-la posteriorment.[1] El terme power-to-X s'utilisa àmpliament en Alemània i és possible que s'haja originat allí. La X pot referir-se a hidrogen, metà, amoníac, combustibles, atres productes químics,[3] aliments,[4] calor o energia química en una bateria.

El principi que subyacer és que, en una ret elèctrica, tota l'energia que s'està generant en un determinat moment deu ser consumida en eixe mateix instant. Al mateix temps, i de manera recíproca, tota la demanda deu ser satisfeta en el mateix moment en que es produïx. Els sistemes de potència a X permeten aprofitar l'electricitat quan sobra i, en alguns casos, recuperar-la quan falta.

En conjunt, estos sistemes de conversió d'electricitat són medides de flexibilitat i resulten particularment útils en sistemes energètics en altes proporcions de generació renovable o en forts objectius de descarbonización.[1][2] El terme engloba numeroses tecnologies. A la seua volta, dins de cada tipo de conversió (per eixemple, conversió d'electricitat en gas, power-to-gas), poden existir vàries tecnologies.

Convé mencionar els següents sistemesː[5]

  • almagasenament d'electricitat per a suministrar electricitat en un atre moment (power to power o P2P)
  • almagasenament d'electricitat per a suministrar calor (power to heat o P2H);
  • almagasenament de calor per a generar electricitat (heat to power o H2P)
  • conversió d'electricitat en líquit (power to liquid o P2L, normalment un combustible sintètic)

En 2016, el Govern alemà va finançar en 30 millons d'euros un proyecte d'investigació de primera fase sobre opcions de conversió d'electricitat.[6]

L'elecció d'una tecnologia per a una aplicació concreta és un assunt complex, ya que cal tindre en conte el cost d'instalació, el de manteniment, els riscs, els requeriments, l'espai disponible, el soroll i atres factors.

Conversió d'electricitat en combustible

[editar | editar còdic]

L'excedent d'energia elèctrica es pot convertir en gas combustible per al seu almagasenament i posterior reconversió en electricitat o atres usos.[7][8][9][10] La electrólisis de corrent contínua de l'aigua (en una eficiència entre el 80 i el 85 % en el millor dels casos) es pot utilisar per a produir hidrogen que, a la seua volta, es pot convertir en metà (CH4) per mig de metanización.[7] [11] Una atra possibilitat és convertir l'hidrogen, junt en el CO2, en metanol. Abdós combustibles poden almagasenar-se i utilisar-se novament per a produir electricitat, hores o mesos despuix. L'hidrogen o el metà també poden injectar-se en la ret de gas natural. El metanol pot almagasenar-se en tancs i acodir un camió cisterna a buidar-los quan estiguen plens.

En l'expressió "convertir electricitat en calor" el verp no significa lo mateix que "convertir electricitat en combustible". En el primer cas, l'electricitat es transforma directament en calor, per eixemple en passar a través d'una resistència elèctrica. En el segon cas, no és que l'electricitat es transmute en combustible (s'estaria creant matèria), sino que s'ampra l'energia elèctrica per a prendre matèria del mig i transformar-la segons conveniència (per eixemple, disociando l'aigua, H2O, en hidrogen, H2, i oxigen, O2, guardant el primer i tornant al mig el segon). Per una atra part, quan es parla de "reconvertir", es fa en la primera accepció de la RAEː «fer que torne a la seua situació anterior lo que ha sofrit un canvi».[12] Per eixemple, es convertix electricitat en hidrogen, i despuix es reconvertix eixe hidrogen en electricitat. No té que vore en la reconversió industrial.

Almagasenament de lo convertit i reconversió en electricitat

[editar | editar còdic]

L'hidrogen i el metà poden utilisar-se com a combustibles, incorporar-se a la ret de gas natural o usar-se per a fabricar combustible sintètic.[13] Alternativament, es poden utilisar com matèria primera en processos químics, de la mateixa manera que l'amoníac (NH3).

Les tecnologies de reconversió inclouen turbines de gas, plantes de cicle combinat, motors alternatius i piles de combustible. La relació energia a energia (power-to-power) es referix a l'eficiència de la reconversió.[7] En el cas de l'hidrogen, l'eficiència es troba entre el 35 i el 50 %. Açò vol dir que si guardem electricitat en forma d'hidrogen recuperarem menys de la mitat.[2] En canvi, si la guardem en una bateria de liti, podrem recuperar el 80 %,[14] sense els riscs de l'hidrogen (és un gas explosiu), sense necessitat de dispondre d'aigua i en menor cost total de l'instalació.

La electrólisis és costosa i els processos de conversió d'electricitat en gas necessiten moltes hores de càrrega completa per a ser econòmics.[1] L'almagasenament d'hidrogen també resulta car (més del doble que produir-ho), perque cal guardar-ho comprimit i, segons els casos, refrigerat.[15] No obstant, almagasenar metanol produït a partir d'hidrogen vert i diòxit de carbono capturat (i-metanol[16] o metanol vert) és més econòmic.[17]

Bateries

[editar | editar còdic]

Encara que també es basa fonamentalment en reaccions químiques electrolítiques, l'almagasenament de bateries normalment no es considera dins de les tecnologies de conversió d'electricitat en combustible (power-to-fuel).

Conversió d'electricitat en calor

[editar | editar còdic]

L'objectiu dels sistemes de conversió d'electricitat en calor és utilisar l'excés d'electricitat renovable que d'un atre modo es desperdiciaria. Depenent del context, l'electricitat convertida pot almagasenar-se en forma de calor o utilisar-se directament com a calor per a satisfer una necessitat immediata. Deu recordar-se que és possible convertir energia renovable directament en calor sense passar per l'electricitat, i per tant obtenint un major rendiment (vore Energia solar tèrmica).

Sistemes de calefacció

[editar | editar còdic]

Els sistemes simples de calefacció elèctrica —ya superats tecnològicament, pero que se seguixen amprant— utilisen radiadors de resistència, que consumixen electricitat quan estan ocupades les estàncies calefactadas, normalment durant el dia, quan l'electricitat és més cara. El pas següent és la calefacció per acumuladors, que consumix electricitat durant la nit —quan és més barata— i va lliberant durant el dia la calor acumulada. Els sistemes d'electricitat a calor (power-to̠-heat) pugen un atre escalóː la seua font primària és la fusta o el gas natural,[18] <span title="Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «DecodeEncode».">: Plantilla:R/where  pero tenen la capacitat per a detectar que hi ha un excés d'electricitat renovable i aprofitar-ho per a generar calor, disminuint l'us de la seua font primària.

Per a aumentar la flexibilitat, estos sistemes d'electricitat a calor freqüentment es combinen en acumuladors de calor. Solen amprar-se en instalacions de calefacció urbana (district heating en anglés). També poden suministrar calor a edificis o complexos industrials.[19]

Estos sistemes d'electricitat a calor generen la calor per mig de resistències elèctriques o a través d'una bomba de calor. Les resistències tenen una eficiència d'1 (tota l'electricitat es transforma en calor), mentres que les bombes de calor tenen un coeficient d'operatividad (COP) de 2 a 5 (per cada quilovat d'electricitat que li fiquem a una bomba de calor nos suministra de 2 a 5 quilovats de calor; açò, que sembla contraintuitivo, es deu a que la bomba de calor ampra eixa electricitat per a extraure calor de l'ambient exterior i suministrar-ho a l'interior).[7]

El calfament de respal per resistències d'immersió, tant en l'aigua calenta sanitària com en la calefacció urbana, oferix una forma barata d'utilisar l'excedent d'energia renovable, i quanta més energia renovable s'use con este fin, menys combustibles fòssils en alt contingut de carbono s'ampraran i menys diòxit de carbono —causant del calfament mundial— s'emetrà.[1] Per a sistemes de calefacció urbana, les grans bombes de calor en almagasenament tèrmic poden ser una opció molt rendable d'utilisació de l'excés d'energia renovable,[20][21] perque, com s'ha dit, aprofitar aixina un quilovat d'energia renovable, permet evitar la crema de fins a 5 quilovats de combustibles generadors d'emissions.

Sistemes d'almagasenament de calor

[editar | editar còdic]
  • sensibleː la calor s'almagasena en un material convencional, com l'aigua, la temperatura de la qual aumenta segons absorbix calor
  • latentː la calor s'almagasena en un material no convencional que absorbix o llibera calor en canviar d'estat (sòlit a líquit o viceversa)
  • termoquímicoː es basa en reaccions químiques reversibles que absorbixen o lliberen calor[22]

Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 (2016) acatech (ed.). Flexibility concepts for the German power supply in 2050 : ensuring stability in the age of renewable energies, Berlin, Germany: acatech — National Academy of Science and Engineering. ISBN 978-3-8047-3549-1.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 Renewable and Sustainable Energy Reviews.45
    785–807.doi:10.1016/j.rser.2015.01.057.
  3. ↑ Trakimavicius. «Mission Net-Zero: Charting the Path for I-fuels in the Military». NATO Energy Security Centre of Excellence.
  4. ↑ The International Journal of Life Cycle Assessment.25(11)
    2190–2203.ISSN 1614-7502.doi:10.1007/s11367-020-01771-3.
  5. ↑ «a-proyectes-innovadors-de-almagasenament.html ». Consultat el 25 de juny de 2025.
  6. ↑ «Power-to-X: entering the energy transition with Kopernikus», RWTH Aachen.
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3 (2015).Energy and Environmental Science.8(2)
    389–400.doi:10.1039/c4ee03051f.
  8. ↑ Agora Energiewende (2014). Electricity storage in the German energy transition : analysis of the storage required in the power market, ancillary services market and the distribution grid, Berlin, Germany: Agora Energiewende.
  9. ↑ Sterner, Michael; Eckert, Fabian; Thema, {{{nom3}}} (2014). Langzeitspeicher in der Energiewende — Präsentation, Regensburg, Germany: Forschungsstelle für Energienetze und Energiespeicher (FENES), OTH Regensburg.
  10. ↑ Ausfelder, Florian; Beilmann, Christian; Bräuninger, {{{nom3}}}; Elsen, {{{nom4}}} (May 2016). Energy storage systems: the contribution of chemistry — Position paper, Germany: Koordinierungskreis Chemische Energieforschung (Joint Working Group on Chemical Energy Research). ISBN 978-3-89746-183-3.
  11. ↑ Pagliaro, Mario; Konstandopoulos, {{{nom2}}} (2012-06-15). Solar Hydrogen: Fuel of the Future, Cambridge, United Kingdom: RSC Publishing. doi:10.1039/9781849733175. ISBN 978-1-84973-195-9.
  12. ↑ Diccionario de la lengua española
  13. ↑ Angewandte Chemie International Edition.56(20)
    5402–5411.ISSN 1521-3773.doi:10.1002/anie.201607552.
  14. ↑ «Bateria solar | ¿Quin t'interessa segons el teu consum?». Selectra.
  15. ↑ «El 85% amagat: Cóm fer que l'hidrogen siga rendable». Fòrum Econòmic Mundial.
  16. ↑ «[1]». Consultat el 25 de juny de 2025.
  17. ↑ «Metanol vert: el combustible que pot accelerar la transició energètica del transport marítim». Iberdrola.
  18. ↑ Sterner, Stadler, Michael, Ingo (2014). Energiespeicher – Bedarf, Technologien, Integration., Berlin and Heidelberg.
  19. ↑ Energy.137
    661–669.doi:10.1016/j.energy.2017.02.075.
  20. ↑ Energies.8(4)
    2493–2527.ISSN 1996-1073.doi:10.3390/en8042493.
  21. ↑ Energy Conversion and Management.126
    649–661.ISSN 0196-8904.doi:10.1016/j.enconman.2016.08.041.
  22. ↑ «Almagasenament d'energia tèrmica».
Obtingut de «https://www.lenciclopedia.org/w/index.php?title=Potència_a_X&oldid=786016»