Pilas de combustible reversibles para generar energía de reserva

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Investigadores de la Universidad de Stanford (Estados Unidos) y de la Universidad de Mannheim (Alemania) han propuesto utilizar pilas de combustible reversibles como generadores de energía de reserva para hacer frente a la volatilidad de los mercados eléctricos y a las pronunciadas fluctuaciones de los precios de la electricidad.

«Las pilas de combustible reversibles pueden ser una fuente económicamente viable de electricidad de reserva durante los periodos de subida de precios, como los que experimentó Texas en 2021, cuando las tormentas invernales dejaron fuera de servicio a las centrales eléctricas alimentadas con gas natural», afirma el autor principal de la investigación, Stefan J. Reichelstein, señalando que los sistemas reversibles pueden ayudar a obtener valor económico de la electricidad renovable cuando los precios son bajos.

En el artículo Reversible Power-to-Gas systems for energy conversion and storage (Sistemas reversibles de conversión y almacenamiento de energía), publicado en Nature Communications, Reichelstein y sus colegas desarrollaron un modelo analítico de la economía unitaria del sistema de pilas de combustible reversibles. «Mientras que los sistemas modulares requieren precios de hidrógeno suficientemente bajos para que la característica de reversibilidad sea valiosa, los sistemas integrados pueden ser económicamente viables para precios de hidrógeno más elevados al generar principalmente hidrógeno pero también proporcionar electricidad en momentos de suministro eléctrico limitado», se lee en el estudio.

Mediante el modelo propuesto, que consideraba principalmente los mercados eléctricos de Alemania y Texas, el grupo de investigación descubrió que los sistemas de pilas de combustible basados en la tecnología de pilas de óxido sólido (SOC) pueden ser competitivos a los precios actuales del hidrógeno, siempre que haya suficiente variación en los precios diarios de la electricidad, como en el mercado de Texas.

Aseguran los investigadores que los sistemas reversibles son económicamente viables incluso en presencia de precios del hidrógeno sustancialmente más bajos en el futuro. «Esto se debe a que la flexibilidad inherente a estos sistemas les permite responder a los precios más bajos del hidrógeno operando más frecuentemente en modo reversible, entregando electricidad adicional a los mercados de energía”.

También tuvieron en cuenta el posible descenso de los costes de las pilas de combustible SOC en los próximos 10 años y descubrieron que podrían seguir siendo competitivas incluso con precios del hidrógeno sustancialmente más bajos. Estos sistemas pueden resultar especialmente valiosos durante los periodos de escasez de electricidad, incluidos los picos de demanda regulares y las crisis de suministro irregulares. «Los sistemas reversibles pueden construirse a casi cualquier escala, añaden, por lo que pueden ser utilizados tanto por empresas individuales o pequeñas comunidades como por grandes redes eléctricas urbanas», concluye Reichelstein.

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