- La movilidad neutra de CO2 Audi ya está en marcha: arranca el proyecto e-gas
- Audi invertirá en la creación de una nueva planta industrial de producción de e-gas
- La marca de los cuatro aros suministrará tres fuentes de energía en el ámbito del proyecto: electricidad, hidrógeno y gas metano.
Audi comienza una iniciativa global basada en la generación de energía
sostenible y limpia de emisiones de CO2 y la movilidad.
Audi quiere ponerse a la cabeza en la industria del automóvil en lo referente al aprovechamiento sostenible del uso de los recursos naturales. Bajo el lema de "Audi, movilidad equilibrada", la marca de los cuatro aros está orquestando sus esfuerzos para perseguir un objetivo mayor: la movilidad completamente neutra de emisiones de CO2. Y el proyecto Audi e-gas es el aspecto fundamental sobre el cual se centra esta iniciativa. La marca establece un nuevo hito del cual tanto los usuarios como la industria suministradora de energía se pueden beneficiar. Audi ha mostrado por primera vez al público el nuevo proyecto e-gas en Hamburgo, la Capital Verde de 2011, los días 12 y 13 de mayo.
La movilidad equilibrada Audi se refiere a un enfoque sostenible que aborda todos los aspectos que se incluyen en la cadena de valor añadido de un automóvil al tiempo que proporciona nuevos impulsos para todos los suministradores de gas y energía en Alemania.
El proyecto e-gas, que tras tres años de intensa investigación está actualmente entrando en su fase práctica, es la piedra angular de esta misión. Audi es el primer fabricante de automóviles del mundo que establece una cartera completa de fuentes sostenibles de energía. Mientras que otros competidores se limitan a adquirir la energía verde procedente de terceros actores, la marca de los cuatro aros ya está interviniendo directamente en su producción.
Para este propósito, Audi contribuye a la construcción de turbinas de viento
en el mar del Norte que generan energía verde que posteriormente se incorpora a
la red pública de consumo eléctrico. Audi quiere usar energía verde para
producir y también para utilizar sus modelos de propulsión eléctrica e-tron en
el futuro.
La unidad de producción utilizará parte de la electricidad generada por este
sistema para producir hidrógeno mediante electrolisis. El hidrógeno puede ser
utilizado en el futuro como una fuente de energía para los vehículos dotados de
células de combustible o, en una etapa adicional, pueden llegar a ser usados
para producir metano. Tal metano es lo que en Audi se conoce como e-gas.
Químicamente es un compuesto idéntico al gas natural y como aquel, también puede
proporcionar energía a los motores de combustión. Arrancando en 2013, Audi
comenzará la producción en serie de modelos TCNG, cuyos motores, derivados de
unidades TFSI, se moverán propulsados por energía procedente del e-gas.
A medio plazo, la industria alemana de suministro energético podrá beneficiarse del proyecto Audi e-gas. Ofrece una respuesta a una cuestión latente de cómo la energía limpia puede ser eficientemente almacenada, independientemente de su localización. Si, por ejemplo, hay fuertes corrientes de viento marino, el excedente de energía aportado puede ser convertido en e-gas y almacenarse en la mayor red de almacenamiento energético disponible: la red pública de gas. Si fuera necesario, esta energía puede trasladarse a la red de gas y volver nuevamente a la red de suministro de energía en todo momento.
El proyecto Audi e-gas
En el camino hacia la movilidad libre de emisiones de CO2 del mañana, Audi está sistemáticamente apoyándose en el uso de las energías renovables -y el proyecto Audi e-gas va a ser una de las piedras angulares a lo largo de este camino. El proyecto consta de dos componentes principales. Turbinas de aire generarán energía limpia, parte de la cual Audi utilizará en el futuro para producir sus vehículos e-tron. Energía limpia que también jugará un importante papel para propulsar los vehículos e-tron. Rupert Stadler, presidente del Comité de Dirección de Audi AG, declaró en mayo de 2010: "Los vehículos eléctricos Audi deberán utilizar para moverse energía mayoritariamente generada de manera sostenible".
Una nueva planta, el segundo componente del proyecto e-gas, utilizará el
resto de la energía verde para producir hidrógeno mediante la electrolisis. Este
tipo de energía, generado de manera respetuosa con el medio ambiente, podría ser
también utilizada para alimentar a los vehículos dotados de células de
combustible a medio plazo. Audi también combinará el hidrógeno con el CO2 en una
etapa adicional para producir metano. A pesar de que este metano es también
conocido como gas natural sintético, la compañía de los cuatro aros se refiere a
él bajo la denominación Audi e-gas. Así, habrá motores de combustión diseñados
para usarse con gas natural; a partir de 2013, Audi comenzará la producción en
serie de estos modelos, bajo la denominación TCNG.
La metanización es particularmente ventajosa porque la reacción se produce con
la ayuda del CO2, lo cual consecuentemente produce que no se emita a la
atmósfera. Esto da lugar a un ciclo completamente cerrado para el CO2, lo cual
además facilita la movilidad de larga distancia respetuosa con el medioambiente.
El proyecto Audi e-gas ofrece tremendas ventajas de las cuales además se puede
beneficiar la industria alemana de suministro de energía al completo. En forma
de metano, la electricidad generada mediante energías renovables puede alimentar
la red de gas natural -lo cual ayuda a solucionar el problema sobre como
almacenamos el exceso de energía solar o eólica. Si fuera necesario, esta
energía puede fluir de la red de gas a la red de energía y viceversa en todo
momento.
Audi ha completado la fase de investigación del proyecto e-gas y va a proceder a
una segunda etapa a mediados de 2011 invirtiendo varias decenas de millones de
euros en la construcción de una planta industrial. Audi afrontará este proyecto
energético a largo plazo conjuntamente con sus socios en el proyecto: SolarFuel
GmbH de Stuttgart; el Centro para la Investigación de la Energía Solar y del
Hidrógeno (ZSW), también situado en Stuttgart; el Instituto Fraunhofer para la
Energía Eólica y la Tecnología de Sistemas de Energía (IWES), en Kassel,
Alemania; y EWE Energie AG.
Electricidad procedente de turbinas eólicas marinas
Las turbinas de aire constituyen el primer componente significativo del proyecto Audi e-gas. Durante la primera fase del proyecto, cuatro grandes plantas de energía situadas en un parque eólico en el mar del Norte serán financiadas por Audi y una compañía regional suministradora de energía. Con una potencia nominal de 3,6 MW cada una, estas cuatro turbinas aportarán alrededor de 53 GWh de electricidad anualmente. Esto es el equivalente a las necesidades de energía eléctrica de una ciudad de tamaño medio.
En cuanto al uso de la energía eólica en Alemania, las estaciones de energía eólica en alta mar juegan habitualmente un papel menor. Situadas lejos de la línea de la costa, aprovechan vientos de alrededor de 30 kilómetros hora de velocidad media para producir alrededor de un 40 por ciento más de energía que otras estaciones situadas tierra adentro. Con esto no hace falta decir el gran potencial que falta todavía por explotar.
La factoría e-gas
El segundo gran componente del proyecto es la factoría de e-gas, en la cual se va a producir hidrógeno y metano a escala industrial. Está programado que la obras den comienzo en Werlte, Alemania, en julio de 2011. La factoría e-gas está conectada a otra planta de elaboración de biogás a partir de residuos, que aportará la concentración de CO2 necesaria para la metanización, CO2 que de otro modo terminaría contaminando la atmósfera. La factoría producirá anualmente alrededor de 1.000 toneladas métricas de e-gas, para lo cual consumirá unas 2.800 toneladas métricas de CO2.
La planta constará de dos componentes principales: un electrolizador y una unidad de metanización. También dispondrá de la tecnología de tuberías, tanques, circuitos abiertos y cerrados controlados electrónicamente y compresores necesarios para introducir el e-gas en la red de gas natural. En Enero de 2011, una instalación experimental con una potencia de salida de 25 kW se levantó a modo de prueba; inmediatamente fue posible realizar en ella la producción de gas con todos los requisitos de calidad exigibles.
El electrolizador funciona con electricidad generada mediante el uso de energías renovables. Con la ayuda de las membranas de polímero del electrolito, el electrolizador divide el agua (H2O) en sus distintos componentes: hidrógeno (H2) y Oxígeno (O2). En el futuro, el hidrógeno podrá alimentar vehículos movidos por células de combustible como el Audi Q5 HFC, aunque dichos vehículos todavía no han alcanzado su madurez como producto. El Hidrógeno, por tanto, no será utilizado de forma directa durante la primera fase del proyecto. En lugar de eso, después de haber sido separado y secado, se introducirá en tanque de almacenamiento y desde allí pasará a la unidad de metanización.
Allí el hidrógeno será combinado con dióxido de carbono (CO2) para crear metano (CH4) mediante la reacción Sabatier, formándose agua (H2O) como producto residual. El metano, un sustituto sintético del gas natural, es el producto resultante, el cual posteriormente será enviado a la red alemana de gas natural así como a la red de estaciones de servicio de CNG.
Una tecnología largamente probada en la industria química, que en principio funcionará siempre que haya agua, electricidad y una fuente de emisiones de CO2. Fundamentalmente hablando, el CO2 también puede ser obtenido directamente del aire circundante, pero hacerlo requeriría emplear un mayor volumen de recursos.
Mientras dure esta fase inicial del proyecto e-gas, la electricidad generada por la energía eólica y el metano producido en la planta serán suficientes para alimentar unos 2.500 motores de vehículos en total. Parte de la electricidad generada por el viento podría ser suficiente para producir 1.000 unidades del Audi A1 e-tron y recorrer con ellos 10.000 kilómetros al año. Una parte adicional será introducida en la red; de los excesos de energía introducidos en la red también se beneficiaría la factoría de e-gas.
Por medio del e-gas generado mediante energías renovables, 1.500 unidades del Audi A3 TCNG podrían ser conducidas durante 15.000 kilómetros al año. Y todavía habría 150 toneladas métricas de e-gas disponibles para la red pública de gas. Cuando es necesario, este gas puede fluir nuevamente. En definitiva, esto representa un gran impulso a la red energética y equivale de lejos a conducir durante más de 30.000.000 de kilómetros de forma limpia con el medio ambiente cada año.
En lo que respecta al impacto medioambiental, el e-gas deslumbra como combustible para vehículos. Si se tiene en cuenta el análisis del ciclo completo en lugar de las emisiones de escape, entonces un coche compacto de gas natural alimentado mediante e-gas emite menos de 30 gramos de CO2 por kilómetro. Y esto incluye todas las emisiones creadas durante la construcción de las turbinas eólicas y la planta de e-gas. Únicamente los vehículos eléctricos que estén directamente alimentados con electricidad generada por el viento ofrecen mejores prestaciones: estos emiten por debajo de los 4 gramos al kilómetro. Sin embargo, presentan una clara desventaja en la imagen general energética respecto a la producción de los vehículos: se precisa un monto de energía para producir sus baterías.
Almacenamiento de energía verde en la red de gas
El proyecto Audi e-gas es capaz de resolver varios problemas acuciantes que afronta la industria suministradora de energía a la vez. En la cadena del proceso, se producen energía limpia, hidrógeno y metano: tres fuentes clave de energía para la movilidad futura. A medio plazo, esta tecnología tiene el potencial de establecer una altamente flexible infraestructura de suministro de energía para el funcionamiento de la red eléctrica, la calefacción y los vehículos basada por entero en el uso de energías renovables; además, los respectivos porcentajes de las tres fuentes de energía podrán ser ajustados según se precise.
El futuro del suministro energético alemán pertenece a las fuentes de energía renovable. El pasado año, su participación en el consumo total de electricidad, calefacción y combustible superó el diez por ciento por primera vez. Las energías renovables ya suponen el 17 por ciento de la electricidad generada, cifra en la que la energía eólica aporta la mayor parte, aunque las cifras varían considerablemente entre los distintos estados de Alemania. Para el año 2050 se prevé que las energías renovables generen el 77 por ciento del total del consumo eléctrico en Alemania.
La energía eólica tiene un gran potencial. El Instituto Fraunhofer para la Energía Eólica y la Tecnología de los Sistemas de Energía (IWES) fue el encargado de elaborar un estudio para WindEnergie, una asociación alemana. De acuerdo con el estudio, la energía eólica puede ser de forma realista aprovechada para generar alrededor de 390 teravatios hora (TWh) de energía -esto supondría podría satisfacer el 64,7 por ciento del consumo total de electricidad en Alemania en 2010 (603 TWh). La producción total en el modelo computacional asciende a 198 gigavatios (GW).
La producción de electricidad mediante el aprovechamiento del viento y el sol está, sin embargo, sujeta a las naturales fluctuaciones y la capacidad de almacenamiento necesaria es actualmente muy reducida. Las plantas de energía de almacenamiento por bombeo son capaces solo de almacenarla únicamente a corto plazo: durante una emergencia en Alemania, estas plantas pudieron suministrar energía para todos durante una hora. Todas las demás soluciones, como las plantas de almacenamiento de energía de aire comprimido, son similares y muy limitadas también en cuanto a su capacidad y período de almacenaje.
La metanización del hidrógeno mediante el uso de energías renovables ayuda a resolver este problema: la red de energía está vinculada a la red subterránea de gas, y puede almacenar los excedentes de energía durante meses. La red de gas tiene una capacidad potencial de 217 TWh. En contraste, la capacidad de almacenamiento de la red eléctrica es de sólo 0,04 TWh. Por lo demás, la capacidad de la última de transporte. El último dato sobre la capacidad de transporte es más o menos una décima parte del total de la red de gas.
La energía puede ser conducida, por la red de gas -tal vez por medio de plantas eléctricas de gas o de una manera descentralizada en las centrales eléctricas de bloques térmicos- vuelta de nuevo a la red eléctrica en cualquier momento. De nuevo, las plantas descentralizadas de cogeneración de energía pueden impulsar la eficiencia mucho más. Además, el metano es también adecuado para el suministro de gas a las residencias privadas o para proporcionar calor en los procesos de elevadas temperaturas.
El ratio de eficiencia de la planta piloto de e-gas (desde la turbina eólica al gas metano) es aproximadamente de un 54 por ciento. Si el calor que se disipa también fuera utilizado, este valor sería considerablemente más elevado. El objetivo es alcanzar un todavía más eficiente ratio del 60 por ciento en el futuro. La posibilidad de almacenar amplias cantidades de energía ¿hecho posible gracias, por una parte, a la vinculación de la electricidad con el gas y, por otra, también gracias a las energías solar y eólica puede realmente mejorar la expansión de las fuentes de energía renovables. El hecho de que el proyecto Audi e-gas pueda fácilmente ser reproducido en cualquier país en el que exista una red de gas natural habla por sí mismo de la importancia técnica y económica que el mismo tiene.
Los coches del proyecto e-gas
Audi suministrará tres fuentes de energía en el ámbito del proyecto e-gas: electricidad, hidrógeno y gas metano. Respectivamente, cada una de estas energías es adecuada para ser utilizada en muy distintos conceptos de conceptos de conducción: para los coches eléctricos, en los vehículos movidos por células de combustible y para los vehículos propulsados por CNG.
El Audi A1 e-tron
El A1 e-tron es el concepto de un vehículo puramente eléctrico. Si fuera necesario, un extensor de rango puede recargar sus baterías; el A1 e-tron está propulsado exclusivamente por la potencia que produce su motor eléctrico. De cuatro plazas, es un vehículo de cero emisiones durante cortos trayectos urbanos.
El pequeño motor eléctrico de este compacto coche suministra una corriente de salida continua de 45 kW (61 CV) y una potencia máxima de 75 kW (102 CV) que se transmite a las ruedas delanteras a través de un sistema de transmisión de una sola etapa. El par máximo de 240 Nm está disponible desde el principio. El A1 e-tron acelera de 0 a 100 km/h en apenas 10,2 segundos y alcanza una velocidad máxima cercana a los 130 km/h.
Recibe su energía de un bloque de baterías de ion-litio situadas en forma de T por debajo del túnel central y de la banqueta del asiento trasero. De refrigeración líquida, la batería almacena 12 kW de energía, suficientes para recorrer circulando más de 50 kilómetros. Mediante energía corriente de alto voltaje, la batería se recarga en menos de una hora. Para recorrer distancias más largas, dispone de un sistema extensor de autonomía. Un pequeño motor de pistón rotatorio situado por debajo del compartimento para el equipaje se encarga de recargar la batería mediante un alternador.
El Audi A3 TCNG
El Audi A3 TCNG, todo un abanderado tecnológico, puede moverse utilizando el e-gas que Audi producirá en las plantas de metanización. Su motor cuatro cilindros TFSI y el convertidor catalítico del sistema de escape fueron diseñados con el gas natural en mente. Sólo en Alemania, el gas natural está disponible en cerca de 900 estaciones de servicio de CNG, cantidad que sigue en aumento.
Mediante el "método de ciclo equilibrado", -similar al adquirido de la energía verde- los propietarios del A3 TCNG podrán alimentar de combustible sus vehículos con energía eólica a partir del año 2013. Cuando un conductor reposte de combustible su coche con e-gas, el importe correspondiente de energía renovable requerido para producir esa cantidad de e-gas se introducirá en la red.
La densidad volumétrica del e-gas es igual a la del gas natural de origen fósil y, por tanto, menor que la de la gasolina sin plomo Premium. Semejantemente al gas natural, la combustión del e-gas también produce menores cantidades de CO2 que las gasolinas sin plomo Premium. De acuerdo con el proyecto e-gas, esto significa que las emisiones de CO2 son muy bajas no sólo en el cuadro general (ciclo completo), también lo son en el tubo de escape (del tanque a la rueda). Ni un solo gramo de CO2 se emite a través del tubo de escape que no haya sido previamente consumido durante el proceso de producción del e-gas. En otras palabras, existe un ciclo cerrado de CO2 entre la producción del combustible y su combustión.
El elevado octanaje de aproximadamente 130 RON para el gas natural, el biometano y también para el e-gas, facilita un elevado ratio de compresión en los motores turboalimentados ¿lo cual asegura una elevada eficiencia. Como todos los modelos Audi, el A3 TCNG de ningún modo sacrifica el placer de conducción o la practicidad de uso a diario. Su depósito de gas, en el que almacena el e-gas a una presión de 200 bar, ofrece capacidad suficiente para realizar largos recorridos. El Audi A3 TCNG también cuenta con una configuración bivalente: si los depósitos de gas natural se quedan vacios y no hay cerca una estación de servicio CNG, el vehículo puede circular con gasolina convencional sin disminuir por ello su rendimiento.
