Cómo guardamos la luz
Si pensamos en el funcionamiento de cualquier sistema dinámico, como son los mercados, veremos que siempre hay un almacén. Las fábricas almacenan las materias primas que utilizan en sus procesos y, una vez concluidos, alojan el producto final. Los distribuidores almacenan la mercancía que compran y venden, para poder gestionar los flujos de oferta y demanda. Hay recursos como el petróleo o la biomasa que son almacenes de energía en sí mismos y incluso los seres vivos acumulamos en la grasa corporal el “combustible” que empleamos para seguir viviendo. Tratándose de algo tan lógico y habitual, cuesta pensar que el almacenamiento de energía pueda ser la principal limitación de un sistema tecnológicamente avanzado y complejo como el mercado eléctrico. Al fin y al cabo, todos estamos acostumbrados a usar terminales móviles, ordenadores portátiles, herramientas eléctricas que funcionan con una batería, algunas bastante potentes, por cierto. Incluso los coches del siglo pasado ya tenían su pequeña reserva de electricidad en una pesadísima batería y las sencillas pilas de uso doméstico nos acompañan desde la época del transistor, así que… ¿cuál es el problema?
De nuevo, repasar mentalmente los ejemplos que veíamos anteriormente nos da una respuesta bastante clara: el problema es el tamaño y el coste de esos “almacenes” de energía eléctrica, en comparación con su funcionamiento en términos de eficiencia, durabilidad, tiempo de carga, estabilidad, seguridad, etc. El principal problema de los aparatos eléctricos autónomos es precisamente la batería, porque las tecnologías de almacenamiento distan mucho de ser perfectas, a pesar de las ingentes cantidades de recursos económicos y talento científico dedicados a solucionar el reto. El suministro eléctrico que necesita un país entero, una sola ciudad, incluso una pequeña aldea o un hogar moderno requeriría una batería tan grande y tan costosa que, sencillamente, es una alternativa inviable: a día de hoy no se ha conseguido un método realmente efectivo y rentable de acumulación de electricidad a gran escala.
Y el problema cobra una nueva dimensión, cuando nos encontramos en un pleno proceso de transición hacia las fuentes de energía renovable con una gran capacidad de generación, pero con limitaciones por su dependencia de recursos inestables como el viento o la luz solar. En este momento, la estabilidad y capacidad de gestión del flujo de oferta en respuesta a la demanda, sólo es posible con el respaldo de los combustibles fósiles y la energía nuclear. Y así seguirá siendo hasta que podamos solucionar el asunto del almacenamiento.
Ahora las buenas noticias.
Por supuesto existen diferentes formas de almacenar energía, pero todas consisten en revertir el proceso de generación, empleando la electricidad sobrante en momentos de máxima disponibilidad y mínima demanda para acumularla en otras formas de reserva energética, como el agua embalsada en centrales hidroeléctricas reversibles, el almacenamiento térmico, las baterías, condensadores y superconductores, así como volantes de inercia que explicaremos a continuación.
El Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico, en su estrategia dirigida a desarrollar vías de solución, únicamente considera «maduras» algunas tecnologías, que son las que tienen una capacidad energética superior al gigavatio y, por lo tanto, con potencial para estar a la altura de las exigencias del sistema eléctrico nacional.
Almacenamiento térmico
Coincidiendo con el criterio del Ministerio, el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat), señala que el almacenamiento térmico a base de sales fundidas, como en las centrales termosolares, permite almacenar electricidad a escala de gigavatios, siendo al mismo tiempo eficiente y económico, lo que resulta fundamental en el diseño de las redes energéticas del futuro.
Almacenamiento mecánico
Las centrales hidráulicas de bombeo, mencionadas anteriormente, ya son conocidas y utilizadas desde hace décadas, también como formas de gestión del agua en las cuencas hidrográficas de grandes ríos. El sistema consiste en aprovechar la electricidad sobrante en horas de baja demanda elevando agua en una presa, para volver a utilizarla en la generación hidroeléctrica cuando se necesite.
El uso de la energía cinética también se ha desarrollado mediante el aprovechamiento de la electricidad sobrante para hacer girar grandes cilindros en contenedores magnéticos sin fricción, que permiten conservar la inercia por largos periodos de tiempo y volver a convertirla en energía eléctrica cuando aumente la demanda en la red.
Este sistema de volante de inercia ha demostrado una eficiencia por encima del 85-90%, muy superior a ratios del 35-40% que alcanzan las centrales convencionales de gas y carbón.
El aire comprimido también puede incluirse en este apartado, como sistema de almacenamiento energético. Se trata de almacenar aire en el subsuelo y sometiéndolo a una compresión para, posteriormente, aprovechar la energía neumática moviendo turbinas que vuelven a convertirla en electricidad.
Almacenamiento químico
El Gobierno de España también apuesta por el hidrógeno verde como fuente alternativa de energía y, en consecuencia, ha anunciado ayudas de más de 1.500 millones para avanzar en su desarrollo. Como en el caso de las dos tecnologías anteriores, esta forma de almacenamiento pasa por la transformación de la electricidad en otro recurso, pero con la diferencia de que, en este caso, se trata de un combustible más adecuado para su aprovechamiento como sustituto de los derivados del petróleo en el transporte y la industria, siendo neutro en emisiones, siempre y cuando su obtención proceda de energía netamente renovable. La materia prima es el agua que, sometida a un proceso de electrolisis, se descompone en oxígeno e hidrógeno. Afortunadamente, este elemento es de los más abundantes en el planeta.
Almacenamiento futuro
Hay otras ideas en desarrollo, tratando de salvar las dificultades técnicas iniciales y se prevé, en un futuro próximo, que puedan revolucionar el sistema eléctrico en grandes redes. Una de esas ideas es el uso de superconductores para crear dispositivos de almacenamiento de energía magnética por superconducción, conocidos por sus siglas en inglés “SMES”. Los mismos, almacenarán electricidad en un campo magnético, generado haciendo circular una corriente eléctrica por cables superconductores. La energía se libera descargando las bobinas sin pérdida de carga, gracias a la superconductividad que, de momento, sigue teniendo el problema de la temperatura óptima de funcionamiento, que es extremadamente baja, lo que supone una gran inversión en energía inicial para alcanzarla y mantenerla de forma estable. Las esperanzas están depositadas en los avances con nuevos materiales superconductores a temperatura ambiente. Pero seguimos hablando de futuro.
Mientras todas estas soluciones de almacenamiento se siguen mejorando, tendremos que seguir dependiendo del sistema actual y su gestión en tiempo real de la oferta y la demanda, sin posibilidad de equilibrarlas con el respaldo de un “stock”. Y seguiremos pagando la luz como un bien escaso, costoso y dependiente de demasiados factores que no están en nuestras manos. Intentaremos ayudarte en esa tarea, con información actualizada que puede ser de gran utilidad.
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