Cuando hablamos de energía no sólo es importante su generación y transmisión, sino que también hay que saber almacenarla para poder aumentar su utilización en momentos donde no es posible su generación o, al contrario, cuando existe un excedente energético.
¿Para qué se almacena la energía?
La energía eólica es un recurso estratégico, abundante y limpio que, como toda energía renovable, cuenta con la característica de ser intermitente. Esto significa que no generamos energía eléctrica a partir del viento cuando queremos sino cuando el recurso eólico está presente. Por este motivo no se puede abastecer toda la demanda de energía eléctrica solo con energía renovable, a menos que se pueda almacenar.
Desde que existen las energías renovables su almacenamiento ha sido un tema complejo de resolver, a veces llamado como “cuello de botella” a la hora de competir contra las energías fósiles. Sin embargo, en el último tiempo se han desarrollado varias formas de almacenamiento que cumplen esta función solucionando el tema de la variabilidad energética.
Formas de almacenamiento
La energía eléctrica que se genera en los parques eólicos no puede almacenarse de forma directa sino que necesita someterse a diferentes procesos para convertirse en otro tipo de energía como puede ser la química mediante baterías o producción de hidrógeno verde, H2 verde, por ejemplo.
Los sistemas de almacenamiento se dividen en tres grandes grupos: para usuarios finales (que son los de uso diario), a gran escala (los que emplean cantidades de energías muy altas medidos en GW) y en activos de generación y redes (sistemas de uso y distribución medidos en MW). Para cada sistema y ocasión existen diferentes formas de almacenamiento de la energía una vez producida.Las formas de almacenamiento probadas y más utilizadas en el mundo actualmente son las siguientes:
Baterías: Este sistema se compone de distintos químicos que permiten producir carga eléctrica. En el mercado se pueden encontrar varios tipos, como las de ion de litio, las de níquel-cadmio o las de plomo ácido. Algunos de sus beneficios consisten en su rapidez en su respuesta, su fácil instalación y su escalabilidad.
Pila de combustible de hidrógeno: Se basa en producir hidrógeno empleando el exceso de energía eólica, almacenarlo y liberarlo de nuevo en las horas de mayor demanda en celdas de hidrógeno. Es un proceso donde actúan diferentes químicos. El resto de los sistemas son teóricos o están siendo todavía investigados en diferentes lugares para probar su efectividad:
Almacenamiento térmico: Aprovecha el calor al subir o bajar la temperatura de una sustancia, cambiando la fase de la sustancia o una combinación de ambos tipos de mecanismos. Básicamente, acumula energía en materiales que permiten retenerla y liberarla de forma controlada. Pueden emplearse métodos de refrigeración como el hielo o de calentamiento a altas temperaturas.
Aire comprimido: Mediante el uso de un motor reversible se produce una fuerza mecánica que permite almacenar aire a presiones altas bajo tierra, en momentos con exceso de energía. En este tipo de almacenamiento, el aire es almacenado a altas presiones en depósitos bajo la tierra en horas de baja demanda. Después, en horas pico, el aire se expande y puede mover un turbo generador. El aire comprimido es contaminante ya que se calienta mediante combustibles fósiles.
Condensadores y supercondensadores: Los condensadores o capacitores, son capaces de almacenar energía manteniendo un campo eléctrico. Por su parte, los supercondensadores, son dispositivos electroquímicos que pueden mantener una densidad alta con una capacidad mayor que los primeros. Permiten albergar mucha energía en forma de carga electrostática pero, cuentan con la desventaja de que se cargan y descargan en muy poco tiempo.
Bombeo hidroeléctrico: Consiste en bombear agua hasta un depósito a cierta altura, almacenando la energía como energía potencial. Se trata del sistema de almacenamiento de energía eólica más desarrollado y empleado hasta el momento.
Aire líquido: En su fase de carga, la energía que se extrae de las fuentes renovables se utiliza para licuar aire atmosférico, el cual se almacena a 190ºC en un depósito aislado térmicamente. Luego, al descargarse, la energía almacenada se recupera al evaporar el aire que se expande en turbinas.
Los sistemas de almacenamiento no solo sirven para guardar energía sino también para regular la oferta y demanda energética. Del último informe de Global Wind Energy Council (GWEC) se desprende la necesidad de desarrollar e invertir en tecnologías de almacenamiento a largo plazo, competitivas y escalables para que aumente la utilización de energías renovables en el mundo y desincentivar el uso de las fósiles.
Una de las grandes promesas a nivel almacenamiento y reutilización es la del hidrógeno verde, en donde a través de la generación de energía eólica se puede efectuar la electrólisis del agua, un proceso electroquímico en el cual se disocian las moléculas del hidrógeno de las del oxígeno. Luego, el hidrógeno puede ser almacenado, transportado y utilizado nuevamente para producir energía. De esta manera el hidrógeno permite disponer de la energía lejos del lugar donde se genera de una forma completamente sustentable, ya que es un proceso libre de emisiones de gases de efecto invernadero. Este proceso está detallado en otra edición de Noticias CEA.
En conclusión, existen múltiples formas de almacenamiento de energía y están en constante desarrollo para poder insertar y aplicar un modelo cada vez más extenso de energías renovables en todo el mundo.