Almacenamiento de Energía: las 3 tecnologías más prometedoras

La producción de energía a partir de fuentes renovables es esencial para la descarbonización, pero requiere el desarrollo de soluciones avanzadas de almacenamiento de energía. A diferencia de los combustibles fósiles que ofrecen una forma versátil de producir electricidad y energía térmica adaptando la oferta a la demanda, las fuentes renovables generan energía de manera más irregular.

Por eso es esencial almacenar energía en los momentos de máxima producción y usarla cuando la producción disminuye, para lograr un rendimiento energético más estable de los sistemas alimentados por fuentes renovables. Además de las baterías de litio de última generación, se están probando nuevos sistemas de almacenamiento, por lo que analizaremos las 3 tecnologías de almacenamiento de energía más prometedoras.

Almacenamiento de energía eléctrica en celdas de hidrógeno

Las celdas de hidrógeno son una alternativa válida a las baterías de iones de litio para el almacenamiento de energía eléctrica y varias empresas están trabajando en esta tecnología. Una posible solución es un sistema híbrido de celdas de hidrógeno de alta densidad energética, que contiene hidrógeno y un electrolito líquido. Este sistema puede autoproducir el hidrógeno necesario para operar el circuito cerrado, ofreciendo costos de almacenamiento competitivos y una vida útil de 15-20 años.

Otra solución que se está probando es una celda de hidrógeno y níquel, que utiliza gas hidrógeno como electrolito e hidruros metálicos como materiales para el ánodo y el cátodo. Todavía hay muchos problemas que superar con las celdas de metal-hidrógeno, especialmente los altos costos y la complejidad del proceso de producción. Sin embargo, algunas empresas afirman que pueden producir sistemas de almacenamiento de energía con esta tecnología que ofrecerán una eficiencia de al menos el 88% y una duración de hasta 20 años o 30,000 ciclos.

Almacenamiento de energía con aire comprimido

Otra tecnología prometedora para el almacenamiento de energía es el almacenamiento con aire comprimido. CAES (Almacenamiento de Energía con Aire Comprimido) y LAES (Almacenamiento de Energía con Aire Líquido) son dos soluciones de almacenamiento de energía bastante similares. En CAES, solo se utiliza aire comprimido, mientras que LAES utiliza aire comprimido que se enfría hasta licuarse, pero ambos tipos funcionan de manera muy similar.

El sistema CAES acumula la energía producida a partir de fuentes renovables para comprimir el aire y almacenarlo en un tanque específico, utilizando compresores y un generador de turbina. Por lo tanto, cuando la demanda de energía es muy alta y excede la capacidad del sistema, el aire comprimido almacenado alimenta las turbinas y permite aumentar la producción de energía eléctrica sin recurrir al gas. Los sistemas CAES tienen una larga vida útil, alta capacidad de almacenamiento y bajos costos, además de ayudar a estabilizar la red eléctrica.

La tecnología LAES también permite almacenar energía por más tiempo que las actuales baterías de iones de litio. Estos sistemas funcionan mediante un proceso de refrigeración para convertir el aire presente en el ambiente en aire líquido, que se almacena en un tanque. Durante los picos de demanda de electricidad, el aire líquido se bombea mediante un sistema de alta presión, utilizando este gas comprimido para alimentar una turbina y producir energía eléctrica. A diferencia de los sistemas CAES, los sistemas LAES no necesitan reservorios naturales difíciles de encontrar, como cavernas subterráneas.

Sistemas de almacenamiento de energía térmica

El almacenamiento de energía eléctrica es una prioridad en el campo del almacenamiento de energía, ya que la mayoría de los sistemas alimentados por energía producida a partir de fuentes renovables producen electricidad. Además de las celdas de hidrógeno y los sistemas de aire comprimido, hay muchos proyectos en este sector, como baterías de estado sólido, en las que los electrolitos son sólidos en lugar de líquidos, baterías de zinc-carbono de alta densidad energética y baterías de litio-azufre y grafeno diseñadas para reducir los costos de las baterías de litio y disminuir la dependencia de elementos de tierras raras.

Al mismo tiempo, también se están estudiando sistemas de almacenamiento de energía térmica. Estas son tecnologías que pueden convertir la energía eléctrica en calor, que se almacena y se reconvierte en energía eléctrica cuando se necesita. Estos sistemas funcionan como una bomba de calor, que obtiene energía térmica de la electricidad y utiliza el calor natural del aire, agua o subsuelo. Sistemas más simples, por otro lado, usan una resistencia eléctrica y transfieren calor a través del efecto Joule (el paso de parte de la energía eléctrica a través de un conductor para producir energía térmica).

La energía se puede almacenar de varias maneras, por ejemplo, utilizando lechos de arena fluidos, sales fundidas o sistemas sólidos que usan rocas y cemento especiales. En los últimos años, la reducción del precio del litio ha acelerado la expansión de las baterías para el almacenamiento de energía, sin embargo, las nuevas tecnologías de almacenamiento de energía contribuirán aún más a la transición energética y al desarrollo de energías renovables. Estas soluciones apuntan a una mayor sostenibilidad ambiental para los sistemas de almacenamiento de energía, una vida útil más larga y una mayor eficiencia con menores costos.