Los sistemas de almacenamiento son fundamentales para el futuro de la energía renovable. En la actualidad, gracias al progreso tecnológico es posible aprovechar los recursos para acumular energía solar y eólica para que esté disponible las 24 horas del día. Guardar este recurso cuando sobra, para posteriormente distribuirlo cuando falte, es y seguirá siendo esencial. Es por ello que desde hace años se han puesto en marcha varios proyectos para lograrlo.
En 2016 la Unión Europea anunció que junto a la Universidad de Leoben en Austria, llevarían a cabo el proyecto RICAS 2020 (Research Infrastructure related to Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage), el cual proporcionaría un concepto de diseño innovador de una infraestructura de investigación subterránea para desarrollar tecnologías mediante las cuales será posible el almacenamiento de cantidades muy altas de energía «verde» mediante el «almacenamiento de energía de aire comprimido adiabático avanzado». Ente otras ventajas, el nuevo concepto de diseño sería la independencia de las condiciones geológicas encontradas. Esto significa que la energía se almacenaría directamente en todos los lugares donde exista una alta demanda de energía.
Un modelo prometedor olvidado en los laberintos burocráticos
Aunque para el momento era un proyecto muy innovador, ha quedado en el olvido. Mientras tanto, otros países ya han adoptado este modelo, que usa aire comprimido para almacenar energía renovable de forma eficiente. Con la energía eléctrica excedente se puede comprimir el aire, que luego se almacena en una caverna subterránea. Cuando sea necesario obtener energía nuevamente, el aire se liberará a través de una turbina de gas generando electricidad.
«Cuanto más calor de compresión ha conservado el aire cuando se libera, más trabajo puede realizar a medida que pasa a través de la turbina de gas. Y creemos que seremos capaces de conservar más de ese calor que la tecnología actual de almacenamiento, aumentando así la eficiencia neta de las instalaciones de almacenamiento», subrayó Giovanni Perillo, project manager de SINTEF (miembro de RICAS 2020).
De ser exitosa, esta tecnología financiada por la UE podría aumentar la eficiencia del sistema hasta en un 70-80%. Para entonces, las cifras correspondientes para la mayoría de los sitios de almacenamiento existentes no superaban el 45 o 55%, lo que significa que la energía producida era solo la mitad de la que se usó inicialmente para comprimir el aire en la caverna.
Desarrollar este sistema no es sencillo ya que requeriría usar diferentes metodologías para lograrlo, pero algunas de las iniciativas más destacadas chocaban con problemas técnicos como la alta fugacidad o la pérdida de temperatura. Tampoco es económico, costó un millón cuatrocientos mil euros y desarrollarlo tomaría poco más de tres años, pero han pasado seis y aún no hay
Proyectos similares han corrido la misma suerte, el olvido
Conscientes de la importancia del almacenamiento para una economía cada vez más electrificada para reducir las emisiones de CO2 y cumplir con los objetivos climáticos del Acuerdo de París, el Gobierno español señala que el almacenamiento «es uno de los retos futuros para permitir una plena descarbonización del sistema energético y una efectiva integración de las tecnologías renovables.
La parcial predictibilidad de estas tecnologías, así como su variabilidad, hacen necesarios sistemas que hagan frente a las brechas instantáneas entre generación y demanda, almacenando energía en los períodos de superávit de generación para que esté disponible cuando existan déficits». Y es que guardar energía renovable «mejora la eficiencia del sistema eléctrico a través del aplanamiento de la curva de demanda».
Anteriormente hubo un sinfín de proyectos similares a RICAS 2020 que también fueron abandonados. Al sur de Alemania, el Dr. Matthias Finkenrath, profesor de Ingeniería Energética en la Universidad de Ciencias Aplicadas de Kempten en Baviera, quien por mucho tiempo estuvo investigando el uso de aire comprimido para el almacenamiento de energía encabezaría uno de ellos. Posteriormente dijo que la combinación de grandes desafíos tecnológicos, los bajos precios de la energía e incertidumbres en el mercado energético actuaron como un “frenazo”. Lo que llevó a posponer, o mejor dicho, abandonar todos los planes para plantas de demostración a gran escala.
Hasta ahora, el método más barato de almacenamiento de energía es el uso de depósitos de energía hidroeléctrica como baterías. Este método se basa en la utilización del agua almacenada en presas para producir electricidad cuando la demanda de energía es alta y, posteriormente, se bombea el agua hacia atrás cuando la demanda es baja y se dispone de energía renovable excedente.
Sin embargo, hoy existen en funcionamiento dos plantas de almacenamiento de energía de aire comprimido a gran escala en el mundo. Una de ellas construida en Alemania en 1979, y la otra edificada en Estados Unidos en 1991. Ambas plantas cuentan con una eficiencia modesta, de un 40-42% y un 51-54%, respectivamente.
Almacenar energía eólica y solar con aire comprimido
El sol y el viento son por naturaleza impredecibles. Pero cuando el viento no sopla o el sol se oculta, necesitamos energía. Una de las tecnologías mecánicas poco exploradas a gran escala pese a su fiabilidad, flexibilidad y coste limitado es, en efecto, el almacenamiento de energía de aire comprimido (CAES en sus siglas en inglés), el cual se almacena en cavernas subterráneas. Este método de almacenamiento tiene varios inconvenientes debido a la necesidad de quemar una gran cantidad de combustible fósil durante la fase de descarga con la consiguiente muy baja eficiencia del sistema (aproximadamente un 40%).
El innovador método CAES adiabático o almacenamiento de energía de aire comprimido adiabático avanzado (AA-CAES) está diseñado para ofrecer mayores eficiencias. Hasta un 70%, a través de un proceso sin emisiones de carbono. Esto será posible mediante el uso de un innovador sistema de almacenamiento de energía térmica que eliminará la necesidad de quemar combustible durante la fase de descarga.
Una de las grandes ventajas que tiene es que el almacenamiento subterráneo de energía se puede realizar independientemente de las condiciones geológicas encontradas. De modo que se puede ubicar una instalación en todos los lugares donde existe una alta demanda de energía.
Ingenieros y pequeñas compañías estudian el modo de reducir la eficiencia de los CAES a gran escala y, de paso, aumentar su movilidad. Los nuevos diseños reducen el tamaño y liberan el almacenamiento de aire de los depósitos subterráneos. Creando depósitos que permitirían instalar los sistemas en cualquier aplicación: almacenamiento doméstico de energía para viviendas conectadas o no a la red eléctrica convencional; propulsión de vehículos de cualquier tipo; accionamiento de mecanismos que dependen hoy de acumuladores neumáticos y hidráulicos.
En una vivienda, por ejemplo, un depósito CAES conectado a una red de paneles fotovoltaicos y usado sólo para iluminación podría operar a baja presión. Logrando una eficiencia de en torno al 60%, según indican los ingenieros. Agregan que, a pequeña escala, los CAES no requieren grandes inversiones, no usan materiales tóxicos y pueden ser fabricados localmente sin necesidad de procesos especiales.
Nuevo aparato capaz de almacenar energía
Un grupo de investigadores de la Escuela Naval de Posgrado en Estados Unidos diseñó un aparato que almacena la energía sobrante, de una forma eficiente y económica, para usarla más adelante. Los académicos se inspiraron en un motor creado por Robert Stirling a principios del siglo XIX. En aquella época se perfiló como una alternativa al motor de vapor. Ahora, el aparato aparece como una opción prometedora para almacenar la energía sobrante de paneles solares y aerogeneradores.
Con este nuevo sistema para almacenar energía se ha podido obtener una tecnología gratuita a base de aire líquido. Su uso no acarrea un aumento neto de carbono en la atmósfera. Además, se puede construir en cualquier parte y a cualquier escala.
Lea también en Cambio16.com:
Conforme a los criterios de 
Saber más
