Sal, aire y ladrillos: ¿podría ser este el futuro del almacenamiento de energía? | Almacen de energia

tPensemos en los ingredientes de las baterías y nos vienen a la mente el litio, el cadmio y el níquel. Ahora piénselo de nuevo. ¿Qué pasa con la sal, el aire, los ladrillos y el gel calentador de manos? En nuestro futuro ávido de electricidad, están preparados para proporcionar calor a los fabricantes que lo necesitan y ayudar a mantener las luces encendidas en momentos en que hay escasez de energía.

El almacenamiento de energía tiene un doble propósito: tapa los huecos cuando el viento amaina o el sol deja de brillar, y permite a los usuarios comprar energía barata fuera de las horas pico y utilizarla cuando la necesitan.

Hasta ahora, el almacenamiento industrial se ha centrado principalmente en las gigantescas baterías convencionales, que National Grid espera conectarse a la red más rápidamente en medio de retrasos. Pero hay un interés creciente en almacenar energía en forma de calor, y ahí es donde los ingredientes cotidianos como el aire, la sal y los ladrillos entran en escena, porque estos materiales son realmente buenos para retener el calor. Un grupo de empresas emergentes ahora apuntan a industrializar esta práctica.

El almacenamiento de calor está ocupando un lugar destacado en la agenda: el mes pasado un comité de los Lores instó al gobierno a tomarse más en serio el almacenamiento de energía, y este mes una conferencia organizada por la Institución de Ingenieros Mecánicos (IMechE) escuchará el caso de las baterías térmicas.

El calor proporciona más de la mitad de la energía total demandada por la industria, pero IMEchE dice que las baterías eléctricas y el hidrógeno han acaparado la atención, en detrimento de los sistemas simples que almacenan calor. Una de las tecnologías destacadas en la reunión será el Heatcube, desarrollado por una empresa noruega, Kyoto Group. Se presenta en forma de tanques llenos de sal, instalados en el lugar donde se necesita calor.

Los tanques de sal verticales de Heatcube se cargan con electricidad durante los períodos de bajo costo. La sal fundida es particularmente buena para mantener el calor a temperaturas de hasta 500 °C.

Desde su oficina junto al fiordo de Oslo, el director de tecnología de Kioto, Bjarke Buchbjerg, dice: “Con todo el entusiasmo por la tecnología de baterías para vehículos eléctricos, la gente se ha olvidado de la enorme demanda de calor para las industrias que no se puede producir a partir de baterías eléctricas. . El calor industrial es un gran problema y no podemos darnos el lujo de ignorarlo”.

Uno de los principales accionistas de Kyoto es el gigante español Iberdrola. España tiene más de una década de experiencia en el uso de sales fundidas para almacenar calor y descargarlo al atardecer para crear vapor que genera electricidad durante la noche. El responsable de descarbonización industrial de Iberdrola, Fernando Mateo, calificó el almacenamiento de energía como “uno de los grandes retos de la transición energética”.

Otra empresa joven que utiliza sal es Malta, con sede en Massachusetts, incubada en X, el acelerador tecnológico iniciado por Google (ahora Alphabet). La firma dijo que el sistema está destinado a complementar, en lugar de competir, con otras tecnologías de almacenamiento de energía, como las baterías de iones de litio y el hidrógeno, para proporcionar una “pieza faltante” para la transición global hacia la energía limpia. Su principal objetivo es la generación de energía de respaldo.

A diferencia de los muy buscados componentes de la batería eléctrica, la sal está ampliamente dispersa, se extrae fácilmente y es capaz de almacenar calor con una mínima degradación o subproductos tóxicos. Se estima que los tanques de sal se pueden recargar miles de veces durante hasta 40 años, al menos tres veces más que otras opciones de almacenamiento actuales.

El Dr. Robert Barthorpe de la Universidad de Sheffield, que estudia las opciones de almacenamiento, dice: “La sal fundida será una parte importante de la combinación energética. Es una tecnología fantástica que ofrece altas temperaturas a escala industrial”.

De hecho, una empresa de California, Rondo, afirma que su batería térmica hecha de una pila de ladrillos puede almacenar energía a la mitad del costo del hidrógeno verde y las baterías químicas. Su sistema recoge energía renovable y la convierte en calor mediante elementos eléctricos similares a los que se utilizan en las tostadoras. La empresa afirma que estos ladrillos se pueden calentar a 1.500 °C y son capaces de almacenar energía durante días con una pérdida inferior al 1 % por día.

Sunamp de East Lothian ha recibido 9,25 millones de libras esterlinas en financiación gubernamental para probar un sistema avanzado en 100 hogares de todo el Reino Unido. Su tecnología se basa en almacenar calor y frío en un material de cambio de fase similar al gel utilizado en los calentadores de manos de bolsillo. La empresa afirma que su Plentigrade patentado es cuatro veces más eficiente a la hora de almacenar calor en tanques de agua, lo que le permite utilizar un tanque mucho más pequeño.

En el Reino Unido, las empresas también están recurriendo al aire comprimido para almacenar energía. Otro sistema, que utiliza aire líquido superenfriado, fue ideado por un inventor de Hertfordshire, Peter Dearman. La empresa que compró su innovación es Highview Power, que ha comenzado a trabajar en una instalación de 250 MW cerca de Manchester que, según se dice, almacenará suficiente energía para aproximadamente 50.000 hogares durante cinco horas. “Necesitamos muchas formas diferentes de almacenamiento de energía, y confío en que el aire líquido será una de ellas”, afirma Dearman.

Highview tiene equipo con la empresa energética Ørsted para investigar cómo combinar el almacenamiento con la energía eólica.

Las dos empresas dicen que la tecnología puede ayudar a reducir las restricciones (cuando a los propietarios de energía eólica se les paga por apagar sus generadores para equilibrar la red), así como aumentar la productividad y ayudar a avanzar hacia una red sin emisiones de carbono más flexible y resiliente.

Otra empresa que utiliza aire comprimido, Tarta de queso Energía, emplea un motor eléctrico para accionar un compresor de aire que genera aire a alta presión y calor. Luego, la batería se puede descargar ejecutando el proceso a la inversa para generar electricidad.

Otras empresas de baterías térmicas incluyen la empresa suiza EnergyNest, que calienta un concreto especialmente formuladoy la alemana Lumenion, que almacena energía en módulos de acero hasta 650C.

Los comentarios recientes de Greg Hands, ex ministro de energía y cambio climático, ofrecen esperanza a la naciente industria. “Impulsar las tecnologías de almacenamiento de energía será vital en nuestra transición hacia una energía renovable barata, limpia y segura”, afirmó.

Un informe de 2022 de la consultora McKinsey destaca las ventajas del almacenamiento térmico, calculando un precio de 65 a 100 dólares (entre 51 y 79 libras esterlinas) por megavatio hora para producir calor a vapor a partir de hidrógeno; $45-$55 por gas con captura y almacenamiento de carbono; y solo entre $15 y $25 por una bomba de calor con almacenamiento térmico.

El informe advierte sobre posibles desafíos para las baterías térmicas, principalmente porque son poco conocidas por los responsables políticos. Más allá de eso, siguen existiendo riesgos comerciales potenciales derivados de la relativa novedad de la industria y la diferente madurez de las diferentes tecnologías, dado que las empresas a menudo tienen ciclos de inversión costosos y prolongados.

Su informe pide a los líderes empresariales que inviertan en plantas piloto y de demostración para crear conciencia y mostrar las tecnologías térmicas.

En última instancia, con la presión para reducir las emisiones de carbono lo más rápido posible, las nuevas empresas de almacenamiento de calor pueden salir perdiendo si la ruta más fácil parece ser recurrir a tecnologías establecidas.

Roger Harrabin es miembro del St Catharine’s College de Cambridge y ex corresponsal de la BBC.