5 tecnologías que pueden servir para cambiar el mundo

Como fundador de Tesla, Elon Musk promete cambiar el mundo, comenzando con una fábrica gigante de baterías en el desierto de Nevada. Por otra parte, inversores de todo el planeta  desarrollan silenciosamente las tecnologías de la próxima generación que, efectivamente, podrían ayudarle a cumplir su sueño.

Las baterías, especialmente las de iones de litio usadas en teléfonos móviles y autos eléctricos, probablemente dominarán el mercado del almacenamiento de energía avaluado en 44,000 millones de dólares o más hacia el 2024, según Bloomberg New Energy Finance. El problema es que las baterías no son la solución a todas las necesidades.

Además del impacto ambiental de la minería del litio, acusada de matar de hambre a los flamencos en el norte de Chile, las baterías pierden su carga con el paso del tiempo. Pueden equilibrar momentáneamente las fluctuaciones del suministro, pero no pueden absorber la energía solar generada en el verano y, por decirlo de alguna forma, entregarla en invierno.

«Vamos a necesitar una amplia gama de soluciones para mantener las luces encendidas», dijo Michael Liebreich, fundador de Bloomberg New Energy Finance. «Si su problema es que el sol no brilla en invierno, ¿de verdad va a comprar una batería para cargarla una vez al año durante el verano y usarla una vez al año en invierno? No creo. Simplemente no es posible contar con las baterías como única solución».

Los dispositivos de almacenamiento son cruciales para expandir los sectores de energía eólica y solar y para reducir la contaminación porque permiten que lo que se genera hoy pueda consumirse posteriormente. Tal como la refrigeración cambió la manera de manipular la comida en el siglo XX, el almacenamiento de energía proporcionará flexibilidad a los operadores de redes y a los consumidores de energía solar con módulos instalados en los techos en cuanto al momento en que pueden usar la energía que producen, reduciendo el número de grandes centrales eléctricas que el mundo necesita.

A continuación, se presentan los principales proyectos de almacenamiento de energía en estudio que van más allá de las baterías de iones de litio:

Hidroelectricidad

Mucho antes de las baterías, la electricidad se almacenaba a través de plantas que bombeaban agua cuesta arriba hacia un embalse y la liberaban a través de turbinas cuando se necesitaba. Este longevo sistema ha sobrevivido hasta llegar a la energía solar que se genera en el verano para usarla en invierno. La hidroelectricidad es la tecnología más antigua de las energías renovables y representa más de un 90 por ciento del almacenamiento energético, según el Departamento de Energía de Estados Unidos.

Al igual que en las clásicas estaciones hidroeléctricas, las lagunas costeras también podrían ofrecer almacenamiento energético de una forma similar, al contener agua durante periodos breves, según Tidal Lagoon Power Ltd., que planea construir seis lagunas en torno a la línea costera del Reino Unido.

Energía ferroviaria

Los trenes podrían duplicarse como medio de almacenamiento. En abril, Advanced Rail Energy Storage (ARES, por su sigla en inglés) obtuvo la aprobación de la Oficina de Administración de Tierras de Nevada para un proyecto de 55 millones de dólares que utiliza locomotoras.

ARES construirá un corredor ferroviario cuesta arriba de diez kilómetros que implica el uso de trenes con mucha carga. Cuando la energía está a bajo costo, los trenes son impulsados cuesta arriba. Cuando se necesita energía, los trenes son liberados hacia abajo y suministran energía a la red a través de un cable aéreo.

El máximo responsable ejecutivo, Jim Kelly, considera que el sistema se puede implementar en cerca de un 60% del costo de una instalación de energía hidráulica equivalente. El programa de construcción abarca nueve meses y comenzaría en el segundo trimestre del 2017. Cuando esté terminado, podría funcionar durante 40 años.

Almacenamiento de aire

Contenedores de aire comprimido captan un gas subterráneo con el fin de liberarlo posteriormente para accionar una turbina de generación cuando sea necesario.

Un proyecto en Toronto envía el aire bajo el agua, donde se almacena en globos. Cuando aumenta la demanda energética, el aire vuelve a la superficie a través de una tubería, donde se convierte en electricidad.

El almacenamiento de aire comprimido requiere un tipo específico de formación rocosa. En el mundo existen unos cuantos proyectos, uno en Huntorf, Alemania, y otro en McIntosh, Alabama. Varios proyectos a gran escala han quedado paralizados, incluyendo la Iowa Stored Energy Plant cerca de Des Moines y el Apex Bethel Energy Center de 317 megavatios de Dresser-Rand Group en Anderson County, Texas.

Electricidad a gas

Algunas empresas, como el fabricante de automóviles Audi, están desarrollando la tecnología de electricidad a gas que transforma el exceso de energía en hidrógeno por medio de electrolisis. El hidrógeno puede inyectarse directamente en una red de gas o ser «mejorado» a metano y usado como sustituto del gas natural.

Siemens, el mayor fabricante de equipamiento eléctrico del mundo, está trabajando en una iniciativa que transforma el hidrógeno en amoniaco limpio, que podría potencialmente proporcionar un fertilizante libre de emisiones utilizable por agricultores en todas partes.

Sus defensores afirman que puede suministrar energía de apoyo tanto a largo como a corto plazo, ya que el gas puede mantenerse capturado indefinidamente. Esto significa que puede cargar la electricidad generada en verano para su uso en invierno. Aún no está clara su rentabilidad.

Volantes inerciales

Los volantes de inercia no se parecen en nada a las baterías tradicionales. Piense en un tambor giratorio que almacena la energía cinética de una manera que puede transformarse en electricidad. La electricidad se usa para hacer que el volante gire. Luego, cuando la electricidad baja, el volante de inercia activa un motor que genera electricidad. Pueden suministrar descargas breves de energía o por periodos más prolongados.

El Railway Technical Research Institute, un centro de desarrollo de tecnologías ferroviarias con sede en Tokio, está trabajando en un volante de inercia que utiliza cojinetes superconductores magnéticos que permiten al volante girar con menos fricción. Su sistema también usa un plástico reforzado con fibra de carbono que fortalece y acelera al volante de inercia. Los cojinetes permiten que el volante de inercia flote sin hacer contacto con su cubierta, reduciendo la pérdida de energía a través de la fricción.

Railway Technical desarrolla la tecnología de volantes inerciales junto a Furukawa Electric y Mirapro. Las empresas establecieron un sistema de un volante de inercia en un parque solar de 1 megavatio en la prefectura japonesa de Yamanashi. Temporal Power Ltd. y Beacon Power Corp. también están adoptando sistemas de volantes inerciales.