Almacenamiento de energía.
La transición energética en el mundo avanza a toda velocidad. Con la pandemia todavía latente y en medio de conflictos geopolíticos, las energías renovables lograron un aumento de capacidad de casi el 5% en el último año (227 GW), y se espera un incremento del 20% para el año actual. Sin embargo, es necesario superar un reto antes de ser una sociedad 100% renovable: el desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía.
Recordemos que, a medida que se instalen más plantas fotovoltaicas o eólicas, más energía se estará generando. En paralelo, también crecerá la proporción de energía que se va a perder, ya que la generación va a superar a la demanda. Por ello, es necesario desarrollar sistemas fiables para poder almacenar los excedentes de energía.
Diseños e innovaciones para el almacenamiento de energía
A medida que la demanda de almacenamiento energético se incrementa, se están impulsando nuevos diseños e innovaciones para cubrirla. En la actualidad, destacan los sistemas de almacenamiento mecánico, térmico y químico, ya que son compatibles con las fuentes de energías renovables.
Almacenamiento mecánico
Uno de los sistemas de almacenamiento de energía más eficientes y rentables a gran escala es el mecánico, y se consigue a través de las centrales hidráulicas de bombeo. El almacenamiento se realiza bombeando agua desde un embalse inferior hacia uno de mayor altura, liberándola en horas de alta demanda a través de turbinas para producir electricidad.
Almacenamiento térmico
Consiste en la acumulación de energía solar a través de sistemas que facilitan su retención, con el objetivo de liberarla cuando sea necesario, siempre de forma controlada. En esta categoría resaltan las Centrales Térmicas Solares (CSP), que funcionan con sales fundidas, que permiten conservar el calor a altas temperaturas.
Almacenamiento químico
Esta alternativa se basa en la transformación de energía eléctrica en energía de enlaces químicos. De ese modo, el recurso puede obtenerse en el momento en que sea necesario. Cuando la electricidad almacenada es de fuentes renovables, es posible obtener combustibles renovables, como el denominado “hidrógeno verde”.
Baterías para almacenar energía renovable
A día de hoy, la forma más eficiente de reservar energía de fuentes renovables es el almacenamiento electroquímico. En esta categoría encontramos las famosas baterías de iones de litio. Sí, las mismas que utilizamos para cargar el móvil, el portátil o el coche eléctrico.
Existen baterías de iones de litio de todos los tamaños y colores, pero todas tienen un funcionamiento similar. Básicamente, están compuestas por dos electrodos: un ánodo y un cátodo. Cada uno tiene una polaridad opuesta, lo que les permite conducir la electricidad dentro y fuera de los dispositivos.
Cada vez que conectamos la batería a la toma de corriente, el litio fluye por un circuito externo y queda almacenado en capas de grafito. Esta reacción química es reversible, y eso es lo que permite que la batería se pueda cargar y descargar varias veces. Tenemos que tener en cuenta que un proceso completo es mucho más complejo y requiere de la intervención de otros materiales.
La ventaja de las baterías de litio es que también se pueden utilizar en grandes sistemas de almacenamiento conectados a plantas de generación eléctrica. Por ejemplo, pueden resultar muy útiles dentro de las plantas solares o eólicas para almacenar excedentes de energía a gran escala.
En pocos años, ya hemos visto varios proyectos que demuestran la viabilidad técnica y económica de sistemas a base de baterías de iones de litio. Tenemos el caso de Tesla, que en el 2018 puso en funcionamiento un gran parque de baterías “Power Pack” en Australia, que son nutridas de electricidad desde un sistema eólico en los momentos de menor demanda.
Alternativas a las baterías de iones de litio
Pese a que incentivan el desarrollo de fuentes renovables y contribuyen a disminuir las emisiones de carbono, las baterías de iones de litio también tienen algunas desventajas. Una de ellas es su electrolito líquido inflamable, que puede ocasionar que las baterías se incendien.
Por suerte, muchas compañías se han propuesto la misión de perfeccionar las actuales baterías de litio o proponer soluciones alternativas. Estas son dos de las más destacadas:
Baterías de estado sólido
Para muchos, las baterías con electrolito sólido están llamadas a ser las más eficientes en el futuro. Y es que, además de reducir riesgos, superan hasta en un 40% la capacidad de las baterías de iones de litio convencionales. El desafío es llevar la producción de pequeña a gran escala en los próximos años.
Baterías de flujo
Una de las tecnologías con mayor potencial en la actualidad son las baterías de flujo. A diferencia de las pilas convencionales, tienen dos electrolitos que se almacenan de forma independiente en tanques, cuyo tamaño será proporcional a su capacidad. Además de ser más seguras, se degradan menos con el uso y son fácilmente escalables.
Almacenamiento de energía en baterías para autoconsumo
¿Es posible almacenar energía en nuestro propio hogar y gestionarla de forma independiente? La respuesta es sí, pero todavía no es una alternativa viable para muchas familias, debido a aspectos técnicos y económicos.
Grandes compañías como Tesla, LG Chem o Daimler han dado los primeros pasos en la producción de baterías para el uso en viviendas o locales comerciales, que se ofertan en gran variedad de capacidades y precios.
Si algo tienen en común estas soluciones es que están orientadas al almacenamiento de energía solar, y se espera que más pronto que tarde comiencen a ser más accesibles para personas con menos recursos.
Los especialistas aseguran que el autoconsumo eléctrico es un fenómeno imparable, y se irá extendiendo a medida que se reduce el coste de las energías renovables. Según estimaciones realizadas, el 60% del almacenamiento de energía limpia de casas y oficinas se reservará en baterías para el año 2030.