Nombre: Alexander Merejildo

ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA POR AIRE COMPRIMIDO

Uno de los grandes problemas a los que se enfrentan los sistemas de suministro energético es ladificultad (y el coste) de almacenar energía durante los periodos de baja demanda para poderlaluego utilizar durante los picos de demanda. Esto es particularmente relevante desde el punto devista de las energías renovables, si se pretende que constituyan una alternativa realista a lasenergías consumibles. Pensemos por ejemplo en aerogeneradores que dependen de la presenciadel viento para producir electricidad: el viento no entiende de demanda estacional o cargarodante, por lo que habrá situaciones en las que la producción eléctrica sea superior a lademanda, y otras en las que ocurra lo contrario. Por supuesto, las redes eléctricas diversifican lasfuentes de energía y son capaces de redireccionar electricidad de otros puntos de la red parahacer frente a picos de demanda, pero la situación sería mucho más simple si realmente sepudiera almacenar energía eléctrica a gran escala.

En el número de Nature del 7 de enero se hace una breve recapitulación de algunos de losmecanismos existentes para el almacenaje de energía y de cómo estos podrían extenderse en elfuturo para trabajar a mucha mayor escala:

* Almacenamiento hidroeléctrico: usado en la actualidad en países como Noruega, estemecanismo emplea el exceso de energía de las turbinas aerogeneradores para bombear aguahacia embalses en las montañas. Cuando haga falta la energía se libera el agua para activar losgeneradores hidroeléctricos. Este mecanismo tiene una eficiencia del 70-85%, aunque estálimitado por la disponibilidad geográfica (por no hablar del impacto ambiental). Una alternativasería construir “lagos” artificiales (o “islas de energía”) en el océano, creando grandes diques quecerquen una superficie equivalente a una pequeña isla. La energía excedente se emplearía enbombear agua fuera del lago hacia el mar, y se recuperaría dejándola entrar de nuevo. Podríanobtenerse 1 500 MW durante unas 12 horas.

* Almacenamiento de aire comprimido: usado en la actualidad en algunas zonas de Alemania yEE.UU., este sistema comprime aire y lo bombea a grandes cuevas subterráneas. Al ser liberado, elaire activa turbinas que recuperan la energía. El problema es el calentamiento del gas al sercomprimido, y la pérdida de este calor a través de las paredes de la cueva. Un sistema futuropodría capturar este calor y usarlo luego para calentar el aire y que éste active turbinas. Laeficiencia del sistema podría ser también de un 80%.

* Almacenamiento en baterías: el sistema quizás más intuitivo es emplear baterías de grancapacidad. Los teléfonos móviles y portátiles emplean baterías de iones de litio que vienen a tenerun coste de unos cientos de euros por kWh. El empleo de una tecnología como ésta a gran escalareduciría mucho estos costes, en su mayor parte debido a consideraciones de seguridadrelacionadas con su uso en dispositivos móviles. Incluso podría pensarse en baterías basadas enotro tipo de reacciones electroquímicas con elementos más baratos y abundantes como silicio,hierro o aluminio.

* Almacenamiento cinético: usado en sistemas de alimentación ininterrumpida, este sistema sebasa en hacer girar un volante de inercia a gran velocidad usando la energía sobrante paraalimentar un motor, y extraer energía del mismo acoplándole un generador. El problema es porsupuesto la escalabilidad. Un prototipo en el que se está trabajando considera un dispositivo de unmetro de diámetro con un núcleo cilíndrico de aluminio que alberga el generador y el motor, y unaenvoltura de fibra de carbono. El sistema se instalaría en una cámara sellada al vacío sobresoportes magnéticos, y alcanzaría una eficiencia del 85%.

* Almacenamiento en ultracondensadores: aquí nos movemos en un terreno más hipotético, en elque se podría considerar tecnología a escala molecular para construir ultracondensadores, o elempleo de bobinas superconductoras para almacenar indefinidamente la corriente circulante.

Estos mecanismos son realmente imaginativos y en algún caso requerirán grandes obras deingeniería, pero su utilidad compensaría el esfuerzo. Con todo, una de las ideas más interesanteses la de la red inteligente (ver, e.g., aquí): cuando la demanda supere la disponibilidad deelectricidad, la red efectuaría microcortes en dispositivos domésticos como frigoríficos o aparatosde aire acondicionados. Estos microcortes serían imperceptibles para el usuario, pero suficientespara reducir la demanda a límites aceptables. Esta red inteligente interactuaría también consistemas de almacenaje como los descritos, intercambiando energía entre comunidades vecinaspara mantener una situación de equilibrio