Stor4Build, el consorcio que acelerará el despliegue de tecnologías de almacenamiento en edificios en EEUU

Stor4Build es un nuevo consorcio de almacenamiento de energía para edificios que acelerará el crecimiento, la optimización y el despliegue de tecnologías de almacenamiento. El consorcio estará codirigido por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de EEUU (DOE), el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) y el Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL).

"La necesidad de almacenamiento de energía sigue siendo un gran desafío para lograr nuestro futuro energético descarbonizado", dijo Roderick Jackson, gerente del programa de laboratorio para investigación de tecnologías de construcción en NREL. "Para superar este desafío, y al mismo tiempo continuar construyendo el liderazgo estadounidense en el almacenamiento de energía, son necesarios esfuerzos de colaboración como los que se persiguen a través de este consorcio".

El almacenamiento de energía rentable es necesario para el despliegue a gran escala de electricidad renovable, electrificación y descarbonización, y es esencial para cumplir con los objetivos de energía limpia. Actualmente, hasta el 50 % del consumo de electricidad en los edificios de los Estados Unidos se destina a satisfacer las cargas térmicas. Las soluciones de almacenamiento de energía térmica (TES) se muestran prometedoras como una alternativa rentable de almacenamiento de energía.

"Un consorcio multidisciplinario como Stor4Build puede acelerar el cronograma desde el descubrimiento hasta la implementación para que el almacenamiento de energía térmica se pueda implementar a gran escala para enfrentar el cambio climático", dijo Ravi Prasher, exdirector asociado de laboratorio de Berkeley Lab que fue fundamental en el desarrollo de esta colaboración. "Estos tres laboratorios nacionales tienen competencias complementarias en ciencia de materiales, desarrollo de dispositivos, demostraciones y transformación del mercado que permitirán el éxito general".

Soluciones de almacenamiento de energía térmica

TES se refiere a la energía que puede almacenarse en un material como fuente de calor o disipador de frío, en lugar de energía eléctrica, y reservarse para su uso en un momento diferente. Estas soluciones pueden aumentar la flexibilidad de la carga, promover el uso de fuentes de energía renovables y permitir que las bombas de calor funcionen de manera más efectiva y en climas más extremos. El objetivo general de los sistemas TES es alcanzar costos de capital instalados de menos de $15 por kWh de energía térmica almacenada, y el consorcio planea desarrollar métricas para identificar objetivos de rendimiento óptimos para potencia y densidad de energía, temperatura de trabajo, costos de materiales y sistemas, eficiencia de viaje, vida útil y durabilidad, instalación y operación.

"Al cambiar las cargas de HVAC fuera de las horas pico, TES aborda los desafíos de la red asociados con la electrificación y la descarbonización. Para tener un impacto en todo el país se requieren nuevos materiales y nuevos métodos para integrar el almacenamiento con HVAC", dijo Kyle Gluesenkamp, ​​científico senior de ORNL y codirector de Stor4Build. "Stor4Build reunirá a las partes interesadas necesarias para acelerar el desarrollo y la adopción en el mercado de tecnologías TES escalables".

Hay cuatro áreas de investigación identificadas como fundamentales para todas las actividades del consorcio: optimización y fabricación de materiales; modelado y análisis; optimización e integración de sistemas, y mercado, política y equidad. Dirigido por expertos reconocidos de la industria en los laboratorios nacionales, el consorcio también incluirá participantes activos de diversos grupos de partes interesadas que representan a la industria, los servicios públicos, las organizaciones sin fines de lucro, las comunidades, los propietarios de edificios, la academia, el gobierno y otras instituciones de investigación. El equipo transversal abordará la necesidad de desarrollar soluciones equitativas para garantizar que los beneficios de las tecnologías de almacenamiento sean claros para todas las comunidades, incluidas aquellas históricamente desfavorecidas.

"Un objetivo principal del consorcio es desarrollar e implementar tecnologías de almacenamiento de energía térmica para todas las comunidades mientras se acelera su comercialización y utilización para aplicaciones de construcción", dijo Sumanjeet Kaur, codirector de Berkeley Lab de Stor4Build y miembro del Berkeley Lab Energy Storage Center. "El almacenamiento de energía térmica es una solución natural para los edificios que puede complementar otras tecnologías de almacenamiento de energía. De hecho, el dimensionamiento adecuado del sistema y los controles de estos sistemas híbridos que combinan el almacenamiento de energía electroquímica y térmica en el lugar podrían dar como resultado un mejor rendimiento general que cualquiera de los sistemas por separado".

Demostración de tecnologías a escala comunitaria

El consorcio planea completar una demostración de tecnologías a escala comunitaria para mostrar los logros iniciales del consorcio, que servirá como base para implementaciones a gran escala de TES, junto con almacenamiento de energía de baterías electroquímicas y sistemas capaces de satisfacer tanto la calefacción como las necesidades de refrigeración en los edificios.

Debido a que existen importantes esfuerzos nacionales en curso para desarrollar y optimizar el almacenamiento electroquímico, Stor4Build concentrará los principales recursos y esfuerzos para desarrollar tecnologías TES de construcción sin emisiones de carbono, equitativas y asequibles y la transformación del mercado para garantizar su viabilidad en el mercado al tiempo que apoya los esfuerzos de integración de sistemas de electroquímicos existentes. tecnologías para edificios con TES.

"Los edificios nos impactan a todos, sin importar dónde vivamos, trabajemos o juguemos", dijo Judith Vidal, miembro distinguido del personal de investigación de NREL y codirectora de Stor4Build. "Nuestros hogares, escuelas y lugares de trabajo consumen alrededor de las tres cuartas partes de la electricidad en los Estados Unidos, lo que hace que los edificios sean fundamentales para resolver nuestra crisis climática de manera agresiva y equitativa".

Se espera que el Consorcio Stor4Build publique un informe de hoja de ruta que aborde las brechas técnicas y de mercado que deben abordarse para permitir la adopción y transformación necesarias en el mercado de las tecnologías de almacenamiento de energía en los edificios.