Nuevas formas de almacenar energía

La producción de energía por fuentes renovables se ha posicionado como una de las mayores fuentes de energía durante los últimos años. Según los estudios acerca de su uso, durante 2025 la electricidad generada por el sol y el viento superó al carbón por primera vez. Para poder mantener esta posición, es fundamental poder almacenar esta energía, ya que su capacidad de producción depende de las condiciones meteorológicas, provocando que la cantidad de energía diaria que se produce exceda o sea menor a la necesidad que se tiene en ese momento, por lo cual es necesario poder guardar esa energía.

Asimismo, las necesidades de consumo de energía o curvas de demanda son también oscilantes. Por ello es necesario buscar nuevas opciones tecnológicas relacionadas con el almacenamiento de energía a gran escala.

En este marco, el grupo de investigación en Optimización Energética, Termodinámica y Física Estadística (GTFE) de la Universidad de Salamanca y el grupo de Generación Renovable y Eficiente de Energía (GREEN) desarrollan una investigación con la cual quieren establecer modelos y estudios de simulación de diversas opciones tecnológicas para ese almacenamiento a gran escala.

«Hoy en día hay dos líneas generales de I+D en el ámbito de las energías renovables desde el punto de vista de la Física. Una es la propia producción de energía de la forma más limpia y eficiente, y otra es hacer que esa energía limpia sea controlable e independiente de las condiciones externas de sol y viento, que son fluctuantes e incontrolables en principio», explica Alejandro Medina, catedrático del Área de Física Aplicada y director del grupo GTFE.

Su grupo de investigación lleva 15 años trabajando en el desarrollo de tecnologías para producir energía limpia, especialmente en el área de la energía termosolar de concentración, que funcionan de forma diferente a las más habituales plantas fotovoltaicas.

Es una tecnología poco desarrollada, «porque en principio es más costosa», pero tiene la gran ventaja de que la incorporación de sistemas de almacenamiento es bastante directa, por lo que permite aprovechar la energía solar «de manera controlable».

Así, cuentan con una amplia trayectoria dedicada a etse almacenamiento de energía, un área de estudio que consideran como una herramienta «para evitar problemas de grandes fluctuaciones en las redes eléctricas, como por ejemplo el apagón que ocurrió en España el año pasado».

«El rápido crecimiento de producción de energía eólica y fotovoltaica exige nuevos desarrollos para evitar colapsos y grandes fluctuaciones de precios. A día de hoy, la única forma eficiente y limpia de almacenar energía a gran escala es la que utilizan algunas centrales hidroeléctricas que bombean agua hacia cotas superiores en momentos en que hay una baja demanda o exceso de producción de energía eléctrica. Por eso se están investigando nuevas tecnologías de tipo mecánico, térmico, químico, hidrógeno verde, etc», incide.

Para avanzar en este ámbito, han desarrollado una metodología con la cual pueden estudiar la viabilidad de un sistema de almacenamiento de energía renovable a gran escala, ya sea generado por campos eólicos o fotovoltaicos, con el objetivo de tratar de equilibrar producción renovable y demanda de energía eléctrica.

Este sistema se centra en el 'Almacenamiento de energía mediante compresión adiabática de aire' (ACAES), una tecnología que utiliza en la energía renovable que se produce «cuando las condiciones meteorológicas son buenas, mucho viento o buenas condiciones solares» y la producción eólica o fotovoltaica excede a la demanda. Cuando se dan esas condiciones se utiliza este método para comprimir y almacenar aire en un gran depósito, «que puede ser una mina en desuso, una caverna natural o un depósito subterráneo de gas natural ya vacío».

Ese aire se mantiene una presión elevada en el depósito hasta que la demanda de electricidad requiere que se produzca más energía eléctrica. Momento en el cual el aire se conduce a un conjunto de turbinas que convierte su elevada presión de salida nuevamente en energía eléctrica.

Con este nuevo proyecto quieren analizar las posibilidades reales de las plantas ACAES para su futuro desarrollo comercial utilizando técnicas matemáticas, computacionales, físicas y económicas para proponer posibles configuraciones de planta que sean eficientes desde el punto de vista energético, pero también económico.

Así, quieren contribuir a que las empresas apostadoras en la producción y distribución de energía eléctrica puedan hacer las inversiones correspondientes, sabiendo que la tecnología ha pasado las pruebas de eficiencia económica y medioambientales. «Este paso normalmente es complejo porque las nuevas tecnologías son, obviamente, más arriesgadas y caras que las ya estandarizadas».

Alejandro Medina remarca que «este tipo de instalaciones podrían ser interesantes específicamente en Castilla y León, donde hay minas que han cesado su actividad y podrían reutilizarse para almacenar aire a presión. La existencia de cavernas naturales, como minas en desuso, sería un punto muy positivo desde el punto de vista económico para el despliegue de la tecnología y podría permitir revitalizar económicamente zonas deprimidas y con baja densidad de población».