La insólita carrera por almacenar energía

Las formas de acumular energía para luego convertirla en electricidad son extraordinariamente variadas, las ideas de almacenamiento brotan desde disciplinas muy dispares y el pronóstico de cuáles acabarán prevaleciendo es incierto. El documento Estrategia de almacenamiento energético, aprobado por el Consejo de Ministros en febrero del año pasado, prevé pasar de “los 8,3 gigavatios disponibles en la actualidad a un valor de alrededor de 20 gigavatios en 2030”.

 

 

A estas alturas de la partida, la forma predominante de almacenamiento de energía son los embalses, muchos de ellos construidos en la época del desarrollismo franquista, algunos de los cuales fueron dotados décadas después de sistemas de bombeo para aprovechar el excedente nocturno de energía nuclear. Ahora ya sirven también para conservar el eventual excedente producido por renovables. Tanto en España como en el mundo, los pantanos acumulan hoy más del 90% de la capacidad de almacenamiento. 

 

Para que este sistema funcione debe haber dos embalses cercanos. Cuando sobra electricidad se bombea agua desde el de abajo y cuando se necesita, el agua cae de nuevo y mueve turbinas para recuperar el flujo de electrones. Es probable que esta tecnología no participe en la carrera del futuro debido a la dificultad para encontrar lugares adecuados y por el daño ambiental que producen los pantanos, pero de momento cumple su papel.

 

 

Otras infraestucturas en las que ahora se acumula energía en cantidad apreciable son 18 de las 50 centrales termosolares, una tecnología cuyo desarrollo España encabezó en el periodo de Rodríguez Zapatero y que se paró en seco al llegar Rajoy al Gobierno. Estas centrales no tienen nada que ver con las granjas de placas fotovoltaicas. Concentran los rayos solares mediante espejos, con lo que se consiguen altísimas temperaturas que acaban produciendo vapor de agua que mueve la turbina y genera corriente eléctrica. En las 18 con capacidad de almacenamiento se incorpora un paso intermedio en el que el calor puede acumularse en sales y la generación de electricidad se pospone unas horas.

 

 

A partir de estas dos realidades y desde el momento en que la Unión Europea ha situado el desarrollo de los sistemas de almacenamiento de energía como una de sus prioridades, la carrera entre tecnologías muy dispares se ha acelerado. Los enfoques para abordar el problema son sorprendentemente variados: desde el mero aprovechamiento de la fuerza de la gravedad (por el agua de los pantanos, una idea que parece aún más primitiva cuando lo que se pretende que suba y baje sean bloques de cemento) hasta sutiles aprovechamientos de las propiedades químicas de los materiales.

 

Entre los sistemas meramente mecánicos cabe situar proyectos que incluso aprovechan cavernas para comprimir allí aire cuando sobra la energía eléctrica y utilizar más tarde la descompresión para generar de nuevo electricidad. Algunos proyectos plantean almacenar el aire comprimido no en grandes espacios naturales, sino en tanques que pueden situarse cerca de la fuente de energía verde. 

En esta línea se está desarrollando la idea de enfriar el aire en el contenedor a bajísima temperatura hasta lograr convertirlo en un denso líquido. Al subir la temperatura y descomprimir, escaparía violentamente para mover una turbina. Otra empresa plantea utilizar dióxido de carbono (el principal gas de efecto invernadero) en vez de aire. La ventaja que proporciona el CO2 es que licúa por presión sin necesidad de temperaturas ultrabajas.

 

Lejos de esos sistemas mecánicos están las baterías, el núcleo energético del móvil, el portátil y el coche eléctrico. Los actuales dispositivos de iones de litio tienen una utilidad limitada en la red eléctrica porque permiten almacenar la energía durante cuatro horas o menos y eso está bien para compensar fluctuaciones de corta duración o caídas breves de suministro, pero no para proliferar en una red cada vez más dependiente de las renovables. 

 

 

Para afrontar el problema se están utilizando ya las baterías de flujo, diseñadas para almacenar de manera segura grandes cantidades de energía durante periodos más largos, lo que compensa sus puntos débiles: menor densidad de energía (lo que las hace más pesadas), más inversión inicial y más gasto en mantenimiento. Las más utillizadas hasta el momento se basan en la química del vanadio, un metal caro. Una alternativa todavía experimental utiliza como principal componente el hierro, mucho más barato y abundante.

 

Si las baterías de iones de litio pueden ser sustituidas en la red eléctrica por las de flujo, aunque sean más pesadas, su instalación en los automóviles puede producirse mediante un desarrollo totalmente opuesto. Las esperanzas de la industria están de momento puestas en baterias que sustituyan los ánodos actuales de grafito por otros de litio metálico, que deberían aumentar la cantidad de energía acumulada en cada carga sin incrementar el peso. Traducido: más kilómetros de autonomía sin tener que recargar, un proceso que en los vehículos eléctricos es mucho más largo y pesado que en los de gasolina.

 

En el almacenamiento de apoyo a la red eléctrica también está llamado a participar un elemento que aparece en los últimos años en todas las salsas: el hidrógeno. La electricidad producida por el sol a través de las placas fotovoltaicas o por el viento mediante los molinos puede utilizarse para descomponer el agua mediante electrólisis y obtener, así, hidrógeno. Este gas podrá utilizarse directamente como combustible de vehículos y fábricas o como materia prima para hidrocarburos sintéticos, pero también podrá volver a recomponer con el oxígeno la molécula de agua en una pila de combustible y proporcionar electricidad. En este caso habrá sido simplemente un repositorio de energía eléctrica.

 

Pero el almacenamiento no es algo que afecte solo a las grandes compañías eléctricas. Las empresas, los ciudadanos y las agrupaciones de empresas o de ciudadanos tienen ya la posibilidad de generar su propia energía mediante placas fotovoltaicas y acumularla en baterías para utilizarla cuando no haya sol. Del concepto de autoconsumo eléctrico se está pasando al de autosuficiencia. Hace falta que las normas faciliten el tránsito.