Energy Dome, una empresa emergente con sede en Milán, tiene en funcionamiento una planta piloto de almacenamiento de energía que está ayudando a resolver un desequilibrio en el mercado local de la energía eléctrica.
“Durante el día, en Cerdeña todos se van al mar”, dijo Claudio Spadacini, director general de Energy Dome. “No usan electricidad, pero hay mucha oferta”, añadió refiriéndose a la luz solar que es tan abundante en la isla.
Energy Dome usa el dióxido de carbono almacenado en un enorme globo, el “domo” del que toma su nombre la empresa, como si fuera una especie de batería. Durante el día, la electricidad de la red eléctrica local, parte de ella producida por unos campos de celdas solares, se usa para comprimir el dióxido de carbono y convertirlo en líquido.
En la noche, el dióxido de carbono líquido se vuelve a expandir para convertirse en el gas que impulsa una turbina y produce la electricidad que vuelve a enviarse a la red eléctrica.
Las energías solar y eólica son fuentes de energía renovables de rápido desarrollo, pero para generar electricidad dependen del horario intermitente de la naturaleza. Muchos investigadores y legisladores afirman que es indispensable almacenar esa energía hasta que se requiera, por horas e incluso días, para que las economías realicen la transición y se alejen de los combustibles fósiles.
“Impulsar las tecnologías de almacenamiento de energía es fundamental para lograr una red eléctrica descarbonizada”, señaló en un comunicado de 2022 la secretaria de Energía de Estados Unidos, Jennifer Granholm, cuando su departamento anunció que asignaría más de 300 millones de dólares al almacenamiento de energía de larga duración.
Las empresas están desarrollando y comercializando diversas maneras muy creativas de almacenar la energía renovable: licuando el dióxido de carbono, desoxidando el hierro, calentando torres llenas de arena a temperaturas casi tan calientes como para derretir aluminio. Pero, después de una enorme trasformación energética, no es tarea fácil prever nuestras necesidades futuras de almacenamiento de energía, y no se sabe cuál de estos métodos, si es que alguno, será eficaz y rentable.
“Es urgente descarbonizar la electricidad en una línea de tiempo que avanza mucho más rápido de lo que habíamos considerado en el pasado”, dijo Elaine Hart, directora fundadora de la empresa consultora de energías limpias Moment Energy Insights LLC. “Actualmente, no necesitamos tecnologías como el almacenamiento de energía de larga duración ni el hidrógeno, pero es posible que en los próximos 15 o 20 años las necesitemos a gran escala, así que estamos en un momento decisivo para su desarrollo”.
El remplazo de las normas
Durante décadas, muchas empresas de electricidad respondieron a la demanda fluctuante usando almacenamiento por bombeo hidroeléctrico, el cual genera electricidad cuando sube su demanda, y luego bombea agua de un depósito más bajo a uno más alto para almacenar energía cuando hay un exceso de suministro.
Ahora, algunas empresas están instalando un nuevo almacenamiento por bombeo hidroeléctrico para equilibrar la producción solar y eólica. Muchas otras empresas están instalando conjuntos de baterías de iones de litio para almacenar el exceso de energía producida por las energías renovables y, ahora, está floreciendo ese mercado.
Pero estos métodos de almacenamiento tienen sus limitaciones. El bombeo hidroeléctrico requiere entornos montañosos —que son modificados— y cuesta mucho dinero construir las instalaciones.
El litio es un recurso limitado y su extracción casi siempre es una tarea contaminante, por lo que se vuelve demasiado caro cuando se diseña para almacenar energía durante mucho más de cuatro horas, lo que podría ser una posibilidad importante si fuentes intermitentes proporcionan la mayor parte de la energía de una red.
“El almacenamiento de larga duración casi nunca se vuelve necesario hasta que se llega a altos niveles de energía solar y eólica”, dijo Scott Murtishaw, director ejecutivo de California Energy Storage Alliance, un grupo industrial que promueve un mayor almacenamiento en las redes eléctricas. “Pero es de vital importancia que nos comprometamos a descarbonizar la red”.
Westinghouse Electric, un proveedor de productos y servicios para los operadores de plantas nucleares, afirma que su nueva tecnología para el almacenamiento de energía, la cual depende del dióxido de carbono al igual que el método de Energy Dome, es mejor que el bombeo hidroeléctrico y los iones de litio.
La tecnología de esta empresa funciona como una bomba de calor y usa dióxido de carbono en un estado supercrítico —a una presión y una temperatura tan altas que actúa como un híbrido de un líquido y un gas— para transferir el calor, producido por un exceso de electricidad, a bloques de concreto. Posteriormente, el calor almacenado en los bloques se emplea para generar electricidad.
“Es un poco irónico que el dióxido de carbono sea el material que haya originado tantas innovaciones”, dijo John Battaglini, vicepresidente de Westinghouse para el desarrollo de nuevos mercados para el continente americano.
En septiembre, Westinghouse anunció que construiría un centro de almacenamiento de 100 megavatios en Alaska, lo suficiente para abastecer a cerca de 80.000 hogares estadounidenses promedio hasta por 12 horas. Añadió que este centro costaría aproximadamente la mitad de uno que usa baterías de iones de litio: “Estamos muy contentos por el aspecto económico”.
De mayor duración
Algunas empresas están previendo un momento en el que la mayor parte de nuestra electricidad provenga de las energías renovables y las redes requerirán un almacenamiento de duración mucho más larga.
La empresa Form Energy, con sede en Somerville, Massachusetts, pretende ofrecer electricidad por 100 horas, después de que algunos estudios revelaron que las redes que se basan en energías renovables tendrían que poder proporcionar energía de respaldo durante aproximadamente ese mismo tiempo.
Con el fin de ofrecer tanta capacidad de una manera asequible, Form Energy tenía que encontrar un proceso de almacenamiento a muy bajo costo, así que la empresa recurrió a un material barato y muy común que experimenta una reacción bien entendida: la oxidación, o corrosión, del hierro, el cual produce energía a medida que se oxida; al devolver la energía al sistema, Form Energy puede revertir la reacción y almacenar la energía, la cual después puede liberarse cuando se vuelve a oxidar el hierro.
El sistema de almacenamiento de Form Energy usa una forma de hierro afinada especialmente para aumentar al máximo la reversibilidad y la durabilidad. “Ahí es donde nosotros tenemos muchos inventos”, dijo Mateo Jaramillo, cofundador y director general de Form Energy. “Esta es una de las jugadas clave, nuestro secreto comercial”.
Form Energy asegura que puede ofrecer una capacidad de almacenamiento a un precio de aproximadamente una décima parte de las baterías de iones de litio.
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