09-01-2023 | Publicado por Joaquín Martí
El mundo ya se ha percatado de las graves consecuencias de quemar combustibles fósiles, lo que está dando lugar a múltiples intentos de sustituirlos por otras fuentes de energía. Las que parecen más prometedoras, y están experimentando un crecimiento espectacular, son la eólica y la solar, ambas abundantes, limpias y renovables; juntas representan dos tercios de la capacidad de generación incorporada globalmente en los últimos años.
Pero incluso en las mejores ubicaciones el viento no sopla siempre ni lo hace con la misma intensidad. Y el sol no brilla a jornada completa. Esta intermitencia agrava el problema de equilibrar la oferta y la demanda de energía. La respuesta evidente es el almacenamiento, pero la metodología para llevarlo a cabo es menos evidente.
De hecho, hay interés en almacenar energía por unas horas, por unos días o por períodos más prolongados. Las tecnologías involucradas varían; cada una de ellas tiene sus propias características que la hacen más o menos idónea según la aplicación.
El almacenamiento de energía de larga duración (LDES por sus siglas en inglés) abarca las tecnologías capaces de almacenarla por períodos superiores a diez horas, tal como lo define el US Department of Energy. Actualmente, de la capacidad mundial de LDES, el 94% lo aportan las centrales hidráulicas reversibles, que utilizan excedentes de energía para bombear agua a un embalse más elevado y la recuperan turbinando el agua al devolverla al embalse inferior, con un rendimiento energético típico del orden del 70-80%.
Otra tecnología, mucho menos empleada pero con algunas características interesantes, es el almacenamiento de energía térmica. Para empezar, es fácil ver que la energía involucrada en cambiar 100ºC la temperatura del agua es dos órdenes de magnitud superior a la que conlleva cambiar su elevación 400 metros. Por tanto, la capacidad de almacenamiento por litro de agua es mucho mayor, con claras ventajas en relación con los requisitos de espacio.
El rendimiento energético del almacenamiento térmico es muy elevado, del orden del 95%, siempre que la energía almacenada vaya a utilizarse directamente para calentar; pero si va a emplearse para generar electricidad, hay que recorrer el ciclo termodinámico correspondiente y el rendimiento se reduce al 50-70%.
Los materiales usados para este almacenamiento, que deben mantenerse en tanques o contenedores térmicamente aislados, son muy diversos. Hay ejemplos con agua en sitios como Finlandia o Dinamarca, con arena en Berlín, con sales fundidas en muchas plantas de energía solar, etc. Son todos materiales bastante inocuos, que no presentan riesgos específicos como los asociados a los materiales empleados en baterías.
La energía almacenada puede provenir de diversas fuentes: energía eólica o solar, plantas de cogeneración que queman combustibles fósiles o biomasa, calderas de calefacción, bombas de calor, calefacción central solar, calor residual de fábricas e instalaciones industriales y centrales nucleares.
Puede también tener diversos destinos. El calor representa del orden del 50% de la demanda global de energía, repartido en partes aproximadamente iguales entre industria y edificios. La mayor parte de esa demanda se cubre actualmente con combustibles fósiles. A medida que abandonamos esa fuente, hay que reemplazarla con otras renovables, lo que hace imprescindible el almacenamiento.
Principia tiene experiencia en varias centrales hidráulicas reversibles, así como en almacenamiento térmico usando sales fundidas en plantas termosolares y también en tanques de agua caliente que almacenan energía térmica para calefacción urbana. Para hacer frente a ese tipo de problemas, vale la pena acudir a un experto.
