El aire líquido aparece para salvar un momento en que los procesos de industrialización y digitalización están conllevando la demanda cada vez más extensa de energía.
Frente a procesos contaminantes por la quema de combustibles fósiles, la dificultad en almacenar y transportar energías renovables estaba lastrando el cambio hacia economías más sostenibles. No obstante, algunos de los usos del aire líquido están consiguiendo importantes avances en el empleo de energías alternativas.
Desde nuestra experiencia en almacenamiento y transporte de aire líquido, en Cryospain compartimos algunas de las claves sobre cómo se produce este elemento y las ventajas que supone.
Aire líquido: ¿Qué es y qué propiedades tiene?
El aire líquido es aire que ha sido licuado, pasando de estado gaseoso a líquido mediante un proceso de enfriamiento.
Para ello, es sometido a temperaturas de -196°C a presión atmosférica. Esto hace que, entre otras propiedades, 1 litro de este aire líquido sea el equivalente de 700 litros de aire en estado gaseoso.
Pese a que este proceso se ha conocido y estudiado desde hace siglos, es en los últimos años con la necesidad creciente de almacenar y transportar energía, cuando se ha puesto en evidencia las ventajas de los usos del aire líquido en esta área.
El almacenamiento mediante aire líquido o LAES (liquid air energy storage) es una tecnología esperanzadora para poder almacenar el exceso de energía eléctrica, entre otros usos, y garantizar la continuidad del suministro de ésta.
Este proceso se divide en 2 etapas: el almacenamiento (carga de aire) y la siguiente recuperación de energía o descarga.
Producción del aire líquido
La producción de aire líquido puede ser llevada a cabo a través de diversos procedimientos, entre los que destaca el ciclo de dos columnas, basado en el efecto de Joule-Thomson.
Mediante este método, el aire es inyectado a alta presión, separando el nitrógeno puro y el oxígeno en estado líquido. Después, se aplican temperaturas criogénicas para lograr la licuefacción.
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Esto convierte el aire en un producto más sencillo de almacenar. Además, presenta un importante potencial para ser transformado en energía de alta eficiencia al aplicar calor ambiental a través de intercambiadores, sin necesidad de combustiones.
En todo este proceso es además clave el uso de depósitos criogénicos, que garantizan que el aire líquido mantiene sus propiedades.
Usos y aplicaciones
- Mover turbinas para la producción de electricidad y, por tanto, como fuente de energía limpia, renovable y sencillamente almacenable y transportable. Este proceso ocurre al volver a convertir en gas el aire líquido y en él entra en juego la tecnología de almacenamiento LAES (Liquid Air Energy Storage).
- Refrigeración industrial y en laboratorios.
- Fabricación y manufactura de algunos objetos. Por ejemplo, la separación del oxígeno permite su uso para soldaduras.
- Fuente de gases técnicos como nitrógeno, oxígeno o argón.
- En medicina, se emplea para la esterilización de instrumentos.
- Se estudia el uso del aire líquido como combustible para transporte a través de motores de combustión o pilas de combustible cero emisiones
Ventajas del aire líquido como energía renovable
Hasta ahora, la transición hacia las energías renovables se había visto lastrada por la dificultad para almacenar y transportarlas. Esto suponía a su vez un problema significativo en un momento en que la demanda de electricidad y energía continúa expandiéndose año a año.
Esto se debe a que suele tratarse de energías generadas de forma local y, además, intermitente, apareciendo problemas respecto a la localización y uso continuado que han provocado, a su vez, costes económicos importantes en su uso.
Como alternativa, el aire líquido puede contribuir a almacenar la energía de fuentes renovables. De este modo, es posible producir energía en momentos de menor demanda (por ejemplo, a la noche), que después se almacena hasta su posterior uso y activación. Es decir, se aprovechan los excesos para cubrir y equilibrar los picos de oferta y demanda de electricidad.
Esto supone también mejoras a nivel de eficiencia, pues se eliminaría el desperdicio de energía producida. La eficiencia se ve también optimizada por el propio modo en que la energía se produce gracias al aire líquido: éste presenta altos niveles de densidad de energía preservados en las sustancias criogénicas de acuerdo al segundo principio de la termodinámica.
Adicionalmente, el aire líquido facilita también los procesos de transporte en estado criogénico, eliminando a su vez el inconveniente de la producción local de energía renovable.
Finalmente, todas estas posibilidades suponen un método seguro de reducir los precios vinculados al uso de energías alternativas.
Simultáneamente estos aspectos van encaminados a conseguir una economía neutra en emisiones de CO2 para el año 2050 de acuerdo con los países de la Unión Europea. Así, en España, según el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) se espera que la contribución de energías renovables alcance en 2030 el 74% de la generación total.
Transporte y almacenamiento de aire líquido
Poner en práctica todos los usos del aire líquido mencionados requiere de experiencia y conocimientos en el área de ingeniería criogénica.
Desde Cryospain trabajamos como expertos en desarrollo de proyectos criogénicos, incluyendo el almacenamiento y transporte de todo tipo de líquidos y gases, también de aire líquido.
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Así, contamos con experiencia en diseño, fabricación, montaje y puesta en marcha de los siguientes servicios:
- Soluciones de almacenamiento criogénico. Nuestros depósitos de almacenamiento de gases licuados a baja presión suponen proyectos de entrega llave en mano adaptados a las necesidades específicas de cada cliente. Incluimos aquí el almacenamiento de gases del aire licuados (LIN, LOX, LAR), con capacidad desde 500 a 15.000 m³, además de GNL, GLP y etileno líquido, con capacidad desde 1.000 a 30.000 m³.
- Para el transporte de aire líquido y otras sustancias criogénicas contamos con nuestras tuberías súper aisladas de alto vacío Cryoline. Pensadas para el transporte de sustancias criogénicas (LIN, LOX, LAR, GNL, LHe, LH2 y LNG), garantizan la preservación de sus propiedades gracias al aislamiento en vistas a evitar entradas de calor y gasificación. Desde nuestro taller, ponemos a disposición de los clientes el equipamiento necesario para el transporte criogénico, incluyendo tuberías, purgadores, separadores de fase y sistemas de puesta rápida en frío de alta tecnología.
Nos posicionamos así como el socio de confianza en tecnología criogénica siendo capaces, además, de llevar a cabo el diseño e implementación de equipos criogénicos a medida y ofreciendo nuestros servicios de mantenimiento y posventa.
¿Quieres saber más sobre las posibilidades del aire líquido y cómo lograr su almacenamiento y transporte eficientes mediante tecnología criogénica? Ponte en contacto con nosotros y hablemos sobre cómo podemos ayudarte.
