Hickenlooper firma renovables de energía rural mandato

futuro de energía limpia de Estados Unidos es ahora. Las pilas de combustible ya no son un "si" la tecnología, sino un "cuándo", y que "cuando" es hoy en día.

La tecnología comenzó a ganar tracción hace más de una década, cuando las pilas de combustible mostraron que encajan bien en una variedad de aplicaciones tempranas, cabeza a cabeza con las tecnologías predominantes en competencia. Las pilas de combustible han demostrado su versatilidad como una fuente confiable y limpia de generación de energía en varios sectores, incluyendo montacargas, centros de datos y torres de telecomunicaciones, así como la creciente popularidad como una fuente de energía de baja emisión en el lugar para las tiendas al por menor y las instalaciones corporativas . Combustible de generación de energía celular está cada vez más generalizada, con más de un centenar de miles de sistemas de pilas de combustible que operan en todo el mundo.

¿Por qué las ventas de pilas de combustible y contratos de arrendamiento cada vez mayor en los mercados de usuario final? La tecnología es versátil y fiable, capaz de producir energía para cualquier cosa que necesite, si se trata de un motivo, inmóvil, fuera de la red, o una aplicación portátil. Las pilas de combustible son una tecnología de bajas emisiones a cero, la producción de energía electroquímica sin combustión, y por lo general exentos de los requisitos de permisos estatal del aire. Con pocas piezas móviles, las pilas de combustible son muy tranquilo, y, en comparación con otras tecnologías, la huella de la instalación es pequeño. Estos atributos permiten que la tecnología esté ubicado dentro o hacia fuera, en lugares tales como tejados, sótanos, garajes, terrenos de construcción, o cerca de los espacios públicos.

Además, las pilas de combustible son escalables, que van desde pequeños portátiles de varios megavatios unidades (MW) a escala comercial, la generación de energía en torno al 50 por ciento de eficiencia eléctrica. Algunos sistemas de células de combustible de captura de calor subproducto que puede aumentar la eficiencia térmica y eléctrica combinada a 90 por ciento o mayor.

Las pilas de combustible utilizan hidrógeno, que se puede extraer de prácticamente cualquier fuente que contiene hidrógeno, incluyendo (combustibles fósiles) convencionales y los recursos renovables (biogás, biomasa, solar y eólica). Teniendo en cuenta estas diversas fuentes de hidrógeno, existe una sinergia entre las pilas de combustible y las industrias de combustibles renovables y fósiles. A medida que los sectores de las pilas de combustible e hidrógeno siguen creciendo, las oportunidades de expansión del mercado también se expandirán para estos sectores.

Gas natural

Un número cada vez mayor de las pilas de combustible proporcionan energía in situ, y con frecuencia subproducto de calor, a las instalaciones corporativas y campus, centros de datos, tiendas, instalaciones de producción, edificios del condado, escuelas y hospitales. Conservadora, más de 200 MW de capacidad grande de energía de pila de combustible estacionaria se instala en EE.UU., principalmente en California, Nueva York y Connecticut, donde la política estatal y las metas de emisiones promover el uso de energía de pila de combustible. Plantas de energía de combustible celular ofrecen una potencia de alta calidad sobre una base de costo competitivo con la red eléctrica en algunos estados y se ha demostrado para suministrar energía fiable durante las tormentas y otros eventos que comprometen la integridad de la rejilla. La mayoría de estos sistemas de pilas de combustible son alimentados por gas natural.

Varias utilidades operan los sistemas de pila de combustible multi-MW, lo que garantiza la generación de energía elástica de la red eléctrica. La instalación de la utilidad más grande, que se encuentra en Corea del Sur, es una planta de energía de pila de combustible de gas natural de 59 MW que proporciona electricidad continua de carga base a la red eléctrica y de calor de alta calidad para un sistema de calefacción urbana. En los EE.UU., Delmarva alimentación (Delaware) opera 30 MW de células de combustible a gas natural para entregar energía de la red continua y confiable, suficiente para alrededor de 22.000 hogares. empresa de energía con sede en Virginia Dominion también tiene una instalación de pilas de combustible de gas natural de 14,9 MW en el centro de Bridgeport, Connecticut, que produce energía para el Connecticut Light y Red de potencia. Otras instalaciones de pilas de combustible de gas natural multi-MW están en las obras para la sede en Connecticut, Estados Iluminador y UIL Holdings Corp. Algunas compañías de energía de todo el mundo también tienen acuerdos de comercialización o distribución con los fabricantes de pilas de combustible para promover sistemas de pila de combustible a gas natural entre subase de consumidores.

Además, los sistemas (≤1 kilovatios) de celdas de combustible de gas natural pequeños están disponibles comercialmente en Japón, donde más de 100.000 sistemas de pila de combustible residenciales han sido vendidos a alimentar hogares y edificios de apartamentos. Este número debe crecer de manera constante para cumplir con el objetivo del gobierno japonés de la utilización de pilas de combustible para alimentar el 10 por ciento de los hogares de Japón (aproximadamente 5,3 millones) en el año 2030. celdas de combustible residenciales también son prometedores en Europa, donde 1.000 sistemas de pilas de combustible de gas natural residencial están en ensayos en 12 países de la Unión Europea.

Las pilas de combustible también se incluyen en varias próximos microrredes Connecticut diseñados para suministrar potencia resistente y fiable a los refugios de emergencia y primeros auxilios durante los apagones y otras emergencias.

Biogas / biomasa

Las pilas de combustible también pueden hacer uso de biogás ricos en hidrógeno. El Departamento de EE.UU. de Energía (DOE) estima que los recursos de biogás estadounidenses tienen la capacidad de producir alrededor de 5 GW de energía en un 50 por ciento de eficiencia eléctrica. El DOE también informa que la mayoría de los recursos de biogás se encuentra cerca de los grandes centros urbanos, con una ubicación ideal cerca de los principales centros de demanda para la generación de hidrógeno para vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV) y la generación de energía a partir de células de combustible estacionarias.

Una fuente de biogás es el metano subproducto del tratamiento de aguas residuales (gas digestor anaeróbico, o ADG), un gas de efecto invernadero que normalmente se quema a la atmósfera, que se puede activar desde un pasivo en un recurso para producir in situ de energía (llamado "residuos -to-energía "). Hoy en día, casi una docena de plantas de tratamiento de aguas residuales municipales en las células de combustible y el uso de ADG California y Nueva York para generar energía. Microsoft ha puesto en marcha un proyecto de prueba en Wyoming, utilizando una pila de combustible alimentada-ADG-300 kW para alimentar una planta pequeña de datos fuera de la red adyacente a la planta de tratamiento de aguas residuales y la creación de una instalación renovable al 100 por ciento. Microsoft es pionera en la co-localización de las instalaciones de datos más pequeños y pilas de combustible cerca de biogás varados como una alternativa a la inversión en la infraestructura eléctrica requerida por los centros de datos más grandes.

Además, el biogás podrían desempeñar un papel en la producción a gran escala de hidrógeno renovable para FCEVs y equipos de manipulación de materiales con celda de combustible. DOE informa que 500.000 toneladas métricas por año de metano está disponible a partir de plantas de tratamiento de aguas de Estados Unidos, lo que podría proporcionar suficiente hidrógeno para repostar 600.000 FCEVs diaria. vertederos estadounidenses también producen 12,4 millones de toneladas métricas de metano al año, suficiente hidrógeno para repostar 13 millones de FCEVs al día. Estas fuentes podrían ayudar a cumplir los requisitos del estado, al igual que el mandato de California que el 33 por ciento de gas de hidrógeno se vende en las estaciones de abastecimiento de combustible se deriva de fuentes renovables.

Una demostración reciente ha demostrado que el hidrógeno renovable se puede producir en el sitio en una aplicación de tri-generación, utilizando una pila de combustible de biogás con motor para generar no sólo la energía y el calor, sino también una corriente de gas hidrógeno. Condado de Orange, planta de tratamiento de aguas residuales de California demostró con éxito un sistema tri-generación de células de combustible en un proyecto piloto de dos años, la producción de electricidad y calor, y el enrutamiento gas generado renovables, en una estación de servicio de hidrógeno de acceso público situado en la instalación.

Otro sistema tri-generación de pila de combustible funciona hoy en Vancouver, Canadá, el uso de gas de relleno sanitario (GRS). Además de la producción de energía, un invernadero hidropónico cercana utiliza el calor residual de la pila de combustible, mientras que el hidrógeno renovable se exporten para el abastecimiento de combustible del vehículo o aplicaciones industriales. BMW también está examinando el uso de gas-biogás e hidrógeno en su planta de fabricación de vehículos de Carolina del Sur como una fuente barata de hidrógeno para la flota de vehículos de la planta de manipulación de materiales con celda de combustible 275.

Instalaciones con residuos de biomasa también pueden beneficiarse de la generación de energía de pila de combustible. Gills Onions (California), procesador de cebolla más grande de América, convierte el 75 por ciento de sus residuos de procesamiento de cebolla en bajo nivel de emisiones, la energía sin carbono a través de una pila de combustible de 600 kilovatios (kW). El sistema de alimentación-ADG proporciona energía de carga base a la instalación y utiliza el calor subproducto para apoyar la transformación de los residuos de cebolla en el digestor anaeróbico. La compañía dice que ahorra $ 700,000 al año en costos de electricidad y elimina $ 400.000 en costos anuales asociados con acarreo de residuos de cebolla a los campos de cultivo. El lago azul Ranchería Tribe (California) también se aprovecha de biomasa locales, la conversión de serrín de una operación de la madera en gas de síntesis rico en hidrógeno en un sistema de energía de pila integrada de biomasa en combustible.

Además, una opción ofrecida a algunos clientes de pila de combustible que carecen de los recursos de biogás es donde el uso continuo de gas natural en un sistema de pila de combustible es compensado por inyecciones en otras partes del biogás renovable en una tubería de gas natural ", dirigida biogás".

Eólica y solar

El poder-hacer-gas (P2G) está ganando terreno como un método de almacenar el exceso de energía generada por el viento o las tecnologías solares. El hidrógeno se genera haciendo pasar una corriente eléctrica (en este caso, el exceso de energía renovable) a través del agua para dividirlo en sus componentes, oxígeno y gas hidrógeno. El hidrógeno se puede almacenar en el subsuelo para su uso posterior, ofreciendo la posibilidad de almacenamiento a gran escala de la energía renovable en exceso, o se inyecta en una tubería de gas natural en el que se puede transportar aguas abajo. El hidrógeno renovable también se puede almacenar en tanques y se transporta para su posterior uso en pilas de combustible o para el abastecimiento de combustible del vehículo, o puede ser almacenado y utilizado en el sitio.

Alemania está buscando agresivamente P2G como parte de su estrategia de Energiewende (transición energética), donde una docena de implementaciones tecnológicas P2G están en marcha. En los EE.UU., Southern California Gas Company ha anunciado recientemente P2G primera demostración de la nación para convertir la electricidad a partir del viento y los recursos solares de hidrógeno y metano, poniendo a prueba el uso de tuberías de gas natural de Estados Unidos existentes para almacenar la energía excedente.

Con un crecimiento continuo en aplicaciones de celdas de combustible para el transporte de todo el mundo, y el creciente deseo de producir el 100 por ciento de hidrógeno renovable para vehículos, aplicaciones de abastecimiento de combustible podrían presentar una oportunidad de mercado para las industrias de energía solar y eólica.

En California, tres de las nueve estaciones de abastecimiento de hidrógeno mediante electrólisis solar in situ para generar hidrógeno, con más en camino, y en el noreste de estaciones de abastecimiento de generar hidrógeno a partir de energía solar en el lugar (Connecticut) y la energía eólica (Nueva York). El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (Colorado) genera hidrógeno para los vehículos de transporte utilizando tanto recursos eólicos y solares, y una estación de hidrógeno solar está prevista en una instalación federal en Hawaii. Varias estaciones también proporcionan hidrógeno generado por energía solar en el lugar en Japón y Europa. Este mercado crecerá en los próximos años ya que los fabricantes de automóviles llevar sus vehículos eléctricos de pila de combustible en el mercado.

Manejo de materiales presenta otra aplicación potencial de servicio de hidrógeno renovable generada. Hoy en día existen decenas de estaciones de hidrógeno en los almacenes de Estados Unidos, que se utiliza para alimentar la creciente flota de la nación de carretillas elevadoras con celda de más de 7.500 de combustible.

metanol

Algunas células de combustible pueden ser alimentados por metanol, un combustible alcohol que se reforma directamente dentro del sistema. El metanol tiene un gran potencial para el uso de pilas de combustible, ya que tiene más átomos de hidrógeno en cada galón que cualquier otro líquido que es estable en condiciones normales. El metanol es fácil de transportar y almacenar, y es fácilmente disponible como una de las más grandes de materias primas químicas en el mundo, con una demanda mundial de 50 millones de toneladas métricas al año.

Las empresas con productos de células de combustible de metanol están encontrando mercados en el manejo de materiales y aplicaciones fuera de la red, como la energía para torres de telecomunicaciones, equipos y sensores de monitoreo, la electrónica de mano, y la electrónica en los vehículos de recreo y embarcaciones.

Metanol juega un papel cada vez mayor en el desarrollo de mercados para pilas de combustible de energía remota copia de seguridad y, sobre todo en África, la India, el Caribe y el sudeste asiático. alimentación fiable para redes de servicios públicos, y muchas veces es más importante para torres celulares, es vital para el crecimiento económico, la salud y la seguridad pública, y las pilas de combustible de metanol alimentado son capaces de satisfacer esta necesidad mediante el uso de un bien común que es fácilmente disponible en estas regiones . Cientos de sistemas de energía de reserva de pila de combustible basado en metanol ahora operan en las redes de telecomunicaciones en Filipinas, el Caribe y en América Latina, donde las redes eléctricas pueden sufrir de interrupciones del suministro eléctrico meteorológicos extremos. En la India, el gobierno ha ordenado el uso de energía limpia en los sitios de telecomunicaciones, y las pilas de combustible se ve como una opción atractiva para reemplazar los generadores diesel contaminantes que en la actualidad muchas torres de energía celular.

Una industria en crecimiento con un gran potencial

corporaciones conocidas han reconocido los beneficios de las pilas de combustible y están tomando ventaja de esta tecnología probada, con un 10 por ciento de las empresas Fortune 500, y una cuarta parte de las 100 empresas de la lista Fortune, ahora utiliza pilas de combustible. La base de clientes para las pilas de combustible se expande a medida que más empresas adoptan las pilas de combustible. Los clientes actuales están poniendo órdenes de la repetición. La industria está creciendo, con ventas superiores a $ 1 marca de mil millones en 2013.

A medida que la industria de celdas de combustible sigue creciendo, los posibles nuevos mercados y oportunidades de asociación surgirán para las industrias de energía aliados que comparten la visión de un futuro de energía limpia de la industria.

El futuro es ahora.