Todo el mundo está familiarizado con las pilas, la mayoría las utiliza todos los días de su vida. Están presentes en todo tipo de productos electrónicos de consumo, desde relojes, portátiles y teléfonos móviles. Cuando la mayoría piensa en una batería, le viene a la mente una batería química AA común, del tipo que se puede colocar en una linterna o en el control remoto de un televisor. Sin embargo, este tipo de tecnología está mucho más extendida que eso. Las baterías pueden presentarse en muchas formas y se utilizan ampliamente en las industrias de generación y almacenamiento de energía para gestionar la energía eléctrica dentro de las redes. De hecho, es probable que la tecnología de baterías sea el factor clave en el desarrollo de la tecnología de energía renovable en los próximos años.
Esto es el resultado de una peculiaridad asociada con la energía renovable. A diferencia de otras fuentes de energía que se pueden encender y apagar según sea necesario, la generación de energía renovable depende del clima; si las condiciones climáticas son malas no se genera electricidad. Esto se aplica particularmente a la energía solar, que sólo genera energía durante el día y ninguna durante la noche. Esto genera un problema de equilibrio energético: la electricidad se utiliza durante el día y la noche, por lo que la red debe generarla para satisfacer la demanda.
Un sistema enteramente renovable no cumpliría con este requisito ya que la generación de energía va y viene. Se requiere un sistema para recolectar la energía generada durante el día y distribuirla cuando sea necesario. Aquí es donde entran las baterías. Grandes bancos de baterías pueden almacenar la electricidad y liberarla cuando sea necesario. Hoy en día ya se utilizan sistemas de este tipo. Se han construido grandes bancos de baterías de iones de litio como parte de la red australiana para almacenar el exceso de energía. Los bancos se encuentran actualmente en su período de prueba para comprobar su eficacia.
Las baterías de iones de litio son actualmente la forma más popular de baterías en la industria; son las baterías que se utilizan comúnmente en teléfonos móviles, electrónica de consumo y vehículos eléctricos. Esto se debe a que son, por el momento, la mejor solución disponible para estas aplicaciones. Sin embargo, tienen algunas desventajas, particularmente cuando se busca aplicarlos al almacenamiento de electricidad en redes a gran escala, como estamos viendo hoy. Los materiales necesarios para producir las baterías son difíciles de conseguir, ya que en su mayoría se extraen en países africanos con prácticas laborales deficientes y éticas, lo que lleva a una gran explotación en la industria minera del litio.
https://www.energy.gov/eere/articles/how-does-lithium-ion-battery-work
Estas preocupaciones sobre el abastecimiento de materiales también resultan en que la producción de baterías de iones de litio sea costosa, por lo que la unidad de almacenamiento de electricidad por libra gastada, en otras palabras, la rentabilidad, es baja. Finalmente, estas baterías pueden tener algunos problemas de estabilidad, ya que varias baterías causan incendios a gran escala en los centros de prueba de baterías australianos cuando se sobrecalientan. Entonces, si bien estas baterías son excelentes para varios dispositivos electrónicos de consumo, no son tan buenas para el almacenamiento de electricidad a gran escala.
Entonces, ¿qué tipo de alternativas existen? Por supuesto, existe la forma tradicional de almacenar electricidad... ¡agua! Las represas hidroeléctricas están en todo el mundo y son un método probado y verdadero para almacenar y liberar electricidad. Durante el pico de generación de energía, el agua se bombea a un depósito y, cuando se necesita electricidad, el agua se libera del depósito y pasa a través de una turbina, generando electricidad. Este sistema se ha utilizado durante cientos de años de una forma u otra, por lo que es una forma muy fiable de almacenar grandes cantidades de energía. Sin embargo, tiene un gran inconveniente: el espacio y la inversión necesarios para construir un proyecto tan grande. Este tipo de proyecto también se limita a una determinada geografía que requiere grandes elevaciones y paisajes montañosos.
Lo que la tecnología de baterías necesita es innovación; afortunadamente, se están desarrollando una serie de nuevas ideas de tecnología de baterías para intentar llenar este vacío en el mercado. Una nueva y emocionante startup con sede en Edimburgo ha estado desarrollando tecnología similar a las plantas hidroeléctricas impulsadas por gravedad que acabamos de comentar, levantando un gran peso en lugar del agua. Gravitricity ha construido un banco de pruebas para esta nueva tecnología en Prince Albert Dock, ¡y ha obtenido resultados prometedores! El objetivo final de la empresa es modernizar las minas de carbón en desuso del Reino Unido como pozos largos para subir y bajar grandes pesos para almacenar y liberar electricidad.
https://www.energylivenews.com/2021/03/10/gravity-energy-storage-project-lifts-off-in-edinburgh/
Pasemos ahora a otro tipo de energía… ¡Térmica! Investigadores de muchas instituciones de todo el mundo están investigando el desarrollo de baterías térmicas. Estas baterías calientan material cuando hay exceso de electricidad y convierten ese mismo calor en energía eléctrica para usar cuando hay menos energía disponible. Las versiones de alta especificación de esta tecnología utilizan sales fundidas, calentadas a más de 1000 grados centígrados, como material de almacenamiento térmico. Sistemas como este han resultado muy prometedores como método de almacenamiento de energía, pero aún enfrentan problemas a la hora de mover las sales fundidas para generar electricidad a partir de ellas.
En Finlandia se ha instalado una versión con especificaciones más bajas de esta tecnología. El sistema, en colaboración con una aldea local, calienta arena normal a 500 grados centígrados utilizando fuentes de energía renovables. Esta energía almacenada se puede utilizar durante todo el año para calentar los hogares locales de manera constante (un factor especialmente importante durante los fríos inviernos finlandeses). Esta prueba de concepto de planta piloto es particularmente interesante ya que es una forma extremadamente económica de almacenar electricidad y podría integrarse fácilmente en las comunidades locales, brindando una oportunidad para desarrollar microrredes locales.
https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-61996520
¡Esperamos que ahora puedas ver cuán importante es la tecnología de baterías para el futuro verde de la Tierra y cómo se están desarrollando diferentes tecnologías para garantizar que la energía renovable sea más efectiva y más barata que nunca!