Los ingenieros están desarrollando enormes «baterías gravitatorias» para almacenar energía de generadores de energía renovable.
Encontrar formas de almacenar energía renovable es esencial para que el mundo abandone los combustibles fósiles.
Algunas tecnologías utilizan agua además de la gravedad para almacenar energía.
Una empresa planea utilizar antiguos pozos mineros para alojar las enormes baterías gravitatorias bajo tierra.
Los ingenieros compiten por responder una de las preguntas más urgentes sobre nuestra transición a la energía renovable: ¿cómo almacenarla? La electricidad generada por parques eólicos y solares no está disponible cuando no brilla el sol o no sopla el viento, así que, sin formas de almacenar la energía, todo lo que no se utilice de inmediato se desperdicia.
Las baterías gravitatorias podrían ser la respuesta. La idea parece sencilla: cuando hay abundante energía verde, las baterías utilizan esa energía para elevar un peso pesado, ya sea muy alto en el aire o hasta la parte superior de un pozo profundo. Luego, cuando se necesita energía, unos cabrestantes bajan el peso gradualmente y generan electricidad con el movimiento de los cables.
Esto permitiría almacenar la energía captada por un parque solar durante el día, cuando brilla el sol, y después suministrar esa electricidad a la red por la noche, cuando aumenta la demanda porque la gente está en casa usando electricidad para ver la televisión, cocinar y calentar sus hogares.
empresa con sede en el Reino Unido Gravitricity ha estado probando una batería gravitatoria prototipo en el puerto de Leith, cerca de Edimburgo. Se trata de una torre de acero de 15 metros de altura que utiliza motores alimentados por energía solar para izar dos pesos de 25 toneladas con cables de acero. Cuando se bajan los pesos, los motores se convierten en generadores y liberan electricidad.
Baterías gravitatorias frente a baterías de iones de litio
Jill Macpherson, ingeniera sénior de pruebas y simulación de Gravitricity contó a Raconteur que la prueba había sido un éxito: «El demostrador tenía una potencia nominal de 250 kW, suficiente para abastecer a unos 750 hogares, aunque por muy poco tiempo. Pero confirmó que podemos suministrar la potencia máxima en menos de un segundo, algo valioso para los operadores que necesitan equilibrar la red segundo a segundo. También puede suministrar grandes cantidades de energía a un ritmo más lento, así que es muy flexible».
Las baterías gravitatorias no son la única forma de almacenar energía renovable: las baterías de iones de litio dominan el mercado y algunos expertos prefieren el hidrógeno verde. Pero la gravedad es gratuita, limpia y de fácil acceso, sin las complicaciones de producir hidrógeno ni las preocupaciones ambientales y de derechos humanos relacionadas con algunas actividades mineras de litio.
Aunque las baterías gravitatorias capaces de abastecer las redes eléctricas aún tardarán algunos años en llegar, la tecnología está evolucionando rápidamente. Oliver Schmidt, consultor de energía limpia e investigador visitante en el Imperial College de Londres, declaró a Science.org que el almacenamiento basado en la gravedad tiene muchas ventajas. Mientras que las baterías de iones de litio pierden capacidad después de cargarse y recargarse durante años, los sistemas gravitatorios están fabricados con componentes robustos que durarán mucho más: «Es ingeniería mecánica… Es relativamente barato», afirma.
Sistemas gravitatorios basados en agua
Gravitricity es una de las varias empresas que intentan desarrollar el concepto de energía hidroeléctrica de bombeo, que consiste en bombear agua cuesta arriba cuando hay abundante energía y dejarla fluir de vuelta más tarde, haciendo girar las turbinas de un generador hidroeléctrico.
A diferencia de las baterías gravitatorias, la energía hidroeléctrica de bombeo es una tecnología consolidada que proporciona más del 90 % del almacenamiento de energía de gran capacidad del mundo, según la Asociación Internacional de Energía Hidroeléctrica. Pero construir las instalaciones es caro y su ubicación depende de la geografía: la tecnología requiere colinas y acceso al agua.
Gravity Power, con sede en California, EE. UU., y la empresa alemana New Energy Let’s Go han adaptado la idea de combinar agua y gravedad para almacenar energía. Ambas empresas tienen sistemas en los que una gran roca con forma de pistón, alojada en pozos subterráneos, fuerza el paso del agua por una turbina.
Mira cómo funciona aquí.
Almacenar energía en pozos mineros
El sistema de Gravitricity no utiliza agua, pero los ingenieros de la empresa también planean usar pozos subterráneos en lugar de torres para las versiones a escala completa de sus baterías gravitatorias, que requerirán pesos mucho más pesados que el prototipo de Leith. El equipo está investigando actualmente si puede utilizar pozos de minas en desuso en la República Checa, Polonia y Sudáfrica. Gravitricity tiene previsto poner en marcha su primer sistema a escala completa en 2023/24.
El director gerente de la empresa, Charlie Blair, dice que es bueno ver que las antiguas zonas mineras contribuyen al suministro de energía renovable: «Los sistemas de almacenamiento de energía a escala completa en antiguas minas pueden aprovechar bien las infraestructuras existentes y crear puestos de trabajo precisamente en las zonas donde más se necesitan… El aspecto emocional también es importante. Comunidades enteras trabajaron en las minas y, en general, están muy contentas de ver que se utilizan para almacenar energía renovable».
El Foro Económico Mundial fundó la Alianza Mundial de Baterías (GBA) en 2017 para establecer una cadena de suministro sostenible de baterías para 2030. Esta organización, integrada por más de 100 destacadas organizaciones internacionales, ONG, actores de la industria, académicos y varios gobiernos, se independizó en 2021, y sus miembros trabajan colectivamente para alcanzar los objetivos establecidos en la Visión 2030 de la GBA.
