Desde que se popularizaron las energías renovables siempre le he estado dando vueltas al tema del almacenamiento porque ese y no otro es su verdadero talón de Aquiles. Para aumentar la producción basta con aumentar el número de unidades de producción y para equilibrar los niveles de producción sólo hay que utilizar distintas fuentes complementarias entre sí, como la solar y la eólica.
Los molinos de viento solo producen energía cuando el aire se mueve a cierta velocidad y las placas solares, evidentemente, solo funcionan de día, así que desde el minuto uno ha sido bastante evidente que necesitan alguna solución de almacenamiento que les permita dar estabilidad a la red eléctrica en los momentos de mayor y menor consumo a la vez que compense en los momentos de mayor y menor producción. Todo esto, desde luego es un desafío bastante complicado y los ingenieros llevan dándole vueltas al tema bastantes años sin que nadie haya sido por el momento capaz de encontrar la solución definitiva, si es que existe alguna que pueda llamarse así.
Por ahora las formas de almacenamiento que se están utilizando en mayor o menor medida y con mayor o menor éxito son estas que te expongo a continuación. Lo de las baterías es bastante obvio y el resto de soluciones permiten escalarse en mayor o menor medida. Para que te hagas una idea, aquí al lado de Granada, tenemos en Guadix una planta solar que funciona con sales que se calientan a una temperatura brutal y mantienen el calor durante horas, de modo que sirve perfectamente para producir electricidad unas horas después de haberse ido el sol, es decir, a las horas de mayor consumo: las de la tarde y las primeras horas de la noche. Suena como una idea fantástica pero no debe ser lo suficientemente eficiente porque es un modelo que no se ha vuelto a replicar, o sea, que aunque ellos no lo dicen, hay algo que falla; a ver si dan con la tecla.
1. Almacenamiento electroquímico: baterías
Este es el método más extendido a nivel residencial e industrial, debido a su flexibilidad y rápida respuesta.
- Baterías de iones de litio: Son las más populares, utilizadas en sistemas de autoconsumo y a nivel de red. Son eficientes (rendimiento del 85-95%), pero su producción depende de materiales críticos como el litio y el cobalto, que pueden encarecer el sistema.
- Baterías de sodio-ión: Una alternativa emergente al litio, con menor impacto ambiental y costos más bajos, aunque aún están en fase de desarrollo comercial.
- Baterías de flujo redox: Ideales para grandes instalaciones debido a su escalabilidad y larga vida útil, pero con menor densidad energética. Utilizan electrolitos líquidos almacenados en tanques externos, permitiendo una capacidad de almacenamiento más flexible.
- Baterías de plomo-ácido: Aunque menos eficientes y con una vida útil más corta, todavía se usan en instalaciones pequeñas debido a su bajo coste.
2. Almacenamiento mecánico
Este tipo de almacenamiento utiliza la energía sobrante para realizar un trabajo mecánico, que luego se convierte nuevamente en electricidad.
- Bombeo hidroeléctrico (Pumped Hydro Storage, PHS): Se usa el excedente de energía solar para bombear agua a una altura superior y luego se libera para generar electricidad en momentos de necesidad. Es el método de almacenamiento a gran escala más utilizado, con una eficiencia del 70-80%.
- Volantes de inercia: Se utiliza el excedente energético para acelerar un rotor a altas velocidades. Cuando se necesita energía, la rotación se convierte nuevamente en electricidad. Tienen una respuesta ultrarrápida, pero son más adecuados para estabilizar la red que para almacenamiento prolongado.
- Compresión de aire (CAES, Compressed Air Energy Storage): Se almacena aire comprimido en cavidades subterráneas, que luego se expande para generar electricidad. Aunque tiene eficiencia moderada (40-70%), es una opción viable para almacenamiento de larga duración en grandes instalaciones.
3. Almacenamiento térmico
La energía solar se almacena en forma de calor para ser utilizada posteriormente en la generación de electricidad o directamente en procesos industriales.
- Sales fundidas: Utilizadas en plantas termosolares, almacenan calor a altas temperaturas y lo liberan cuando es necesario para generar vapor y accionar turbinas. Su gran ventaja es la capacidad de almacenamiento prolongado (hasta 12-15 horas).
- Almacenamiento térmico en materiales de cambio de fase (PCM, Phase Change Materials): Estos materiales absorben y liberan calor durante su cambio de estado, permitiendo almacenamiento de energía térmica de forma compacta y eficiente.
- Almacenamiento en bloques de hormigón o cerámica: Se está explorando el uso de materiales resistentes al calor como el hormigón para acumular energía térmica y liberarla posteriormente.
4. Almacenamiento mediante hidrógeno verde
El excedente de energía solar se usa para producir hidrógeno a través de electrólisis del agua. Luego, este hidrógeno puede almacenarse y utilizarse posteriormente en pilas de combustible para generar electricidad o como combustible en la industria y el transporte.
- Electrólisis del agua: La energía solar genera hidrógeno verde, que se almacena en tanques para su uso posterior.
- Hidruros metálicos y otros sistemas de almacenamiento: Se investiga cómo almacenar hidrógeno de manera más segura y eficiente para mejorar su viabilidad.
- Conversión en amoníaco verde: Al combinar hidrógeno con nitrógeno, se obtiene amoníaco, que es más fácil de almacenar y transportar.
Y después de ver todas estas opciones, yo creo que en España deberíamos insistir bastante en el almacenamiento de energías renovables mediante el bombeo eléctrico porque tenemos una red de pantanos excelente y que ahora por la falta de lluvias está infrautilizada, de manera que se podría subir agua hasta esos embalses para mantenerla ahí hasta que fuese necesario producir electricidad en momentos de baja producción o picos de consumo; basta con abrir la compuerta y meter agua a chorro en las turbinas.
Pero en cualquier caso, tengo la sospecha de que si algo se puede hacer mal se hará mal y los políticos se dejarán llevar por las jugosas comisiones de los fabricantes de baterías (los casoplones de las hijas de Pepe Bono no se pagan solos) y optarán por comprar costosísima baterías producidas con tierras raras a precios astronómicos que, efectivamente, tienen una respuesta inmediata y capacidades fácilmente medibles pero que no son nada renovables con lo cual, el problema sigue sin solucionarle solucionarse: para eso podríamos saber seguido quemando petróleo.
