Proponen el uso de pesos y pozos profundos como sistemas de almacenamientos de energía.
|
La humanidad se ha reproducido y consume por encima de lo que el planeta puede proporcionar. Uno de los problemas que hemos creado son nuestras emisiones de gases de efecto invernadero que están cambiando el clima a peor.
Una de las soluciones a este problema (dejemos los demás problemas a un lado) es el uso de fuentes de energía renovables, como la solar o la eólica. Pero estas fuentes de energía son caprichosas y no siempre están disponibles. Así, uno de los picos de mayor demanda es a primeras horas de la noche y uno de los de menos demanda se da en la madrugada. Estas fuentes de energía no suelen poder ajustarse a estas restricciones.
La energía solar no se da por la noche y de nada sirve que los aerogeneradores zumben a las 3 de la madrugada si no hay nadie para consumir esa energía. Para compensar estos vaivenes se usa la energía hidroeléctrica, que puede proporcionar energía a voluntad siempre y cuando haya agua con simplemente «abrir el grifo». También están las centrales térmicas a gas natural (principalmente de ciclo combinado), que pueden encenderse y apagarse de una manera más o menos rápida. Sin embargo, no podemos hacer eso con las nucleares y con las térmicas tradicionales.
A pequeña escala se ha propuesto el uso de baterías para almacenar la electricidad que no se va usar, pero este método es muy caro. Incluso se ha propuesto que sean los propios usuarios lo que se encarguen de almacenar la electricidad en sus casas con baterías.
Como nada es perfecto, los investigadores tratan de buscar otras vías que permitan este almacenamiento de energía a escala media. Un empresa escocesa denominada Gravitricity trata de usar la gravedad terrestre para este fin.
Todos recordamos del bachillerato cómo la energía potencial se puede transformar en energía cinética y viceversa. Era una de los métodos para solucionar problemas de dinámica de una forma elegante. El uso como «batería» de energía de la gravedad para almacenar energía potencial emplea precisamente este principio.
La idea es tener un peso que pueda ser elevado a cierta altura cuando sobre energía eléctrica y dejarlo caer cuando se quiera recuperar esa energía. Un sistema eléctrico consistente en un motor/generador se encarga de la conversión en un caso y otro respectivamente. Para ello un sistema de poleas aprovecha el movimiento en forma de energía cinética para hacer esas conversiones. La cantidad de energía almacenada depende de la altura y de la mas del peso.
Gravitricity ya cuenta con un prototipo. El sistema tiene ahora el aspecto de un ascensor desnudo, que en lugar de la caja para pasajeros tiene el peso de 50 toneladas suspendido por cables de acero. Unos motores eléctricos elevan el peso hasta la mitad del sistema y almacena energía potencial que puede ser liberada cuando sea necesario. Al dejar caer el peso se invierte el sentido y los motores se convierten en generadores eléctricos que envían hasta 250 kilovatios de potencia a la red.
La compañía anunció esta semana que su demostrador a pequeña escala ya está operativo y es capaz de alternar entre extraer energía de la red y enviarla de regreso en cuestión de segundos.
Como muchos se habrán dado cuenta ya, la idea recuerda mucho al sistema de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo. Se construye un presa o un depósito en una colina y se bombea agua en momentos de baja demanda y la liberarían para generar electricidad cuando la demanda es alta. La pega de la hidroeléctrica por bombeo es que requieren un terreno específico, una infraestructura costosa y cierto impacto ambiental.
La ventaja del sistema de gravedad frente a las baterías de litio es que puede soportar muchos más ciclos de carga y pueden resistir bien durante décadas. Además, es relativamente barato. Tampoco tiene asociado costes ambientales como la extracción minera del litio, mientras que el reciclado de acero tiene una huella de emisiones menor.
Según las estimaciones de Gravitricity, si se incluyen todos los costos de construcción, funcionamiento y mantenimiento, el almacenamiento por gravedad es más barato que las baterías de iones de litio. Así, estiman que para un proyecto a 25 años tendrían un costo de 171 dólares por cada megavatio-hora.
No todo el mundo está de acuerdo con estos números, como Jessika Trancik, investigadora de almacenamiento de energía en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, que lo sitúa en 367 dólares, mientras que, según ella, las baterías de flujo tendrían un coste de 274 dólares por megavatio-hora
Otras empresas de almacenamiento basadas en la gravedad tienen sus propias variantes de la misma idea. Así, Gravity Power utiliza energía renovable para bombear agua debajo de un pistón pesado y levantarla. O la empresa alemana New Energy Let’s Go, que utiliza un diseño similar. Energy Vault, una empresa suiza, quiere usar una grúa de varios brazos con motores y generadores para apilar y desmontar una torre de 120 metros y 35 toneladas de ladrillos.
La tecnología todavía es bastante inmadura y posiblemente fracasará si las regulaciones climáticas no crean incentivos para la energía libre de emisiones, pues tiene que competir con las centrales de ciclo combinado.
Gravitricity planea construir una planta a gran escala para 2023 con lastres más pesados y un pozo de casi 1 kilómetro de profundidad que podría producir hasta 4 megavatios de potencia máxima.
El tiempo dirá si esta idea llega a buen puerto.
Copyleft: atribuir con enlace a https://neofronteras.com [1]
Fuentes y referencias:
Noticia en Science. [2]
Foto: Gravitricity/Peter Dibdin.