Aunque llegar a ser neutro en carbono es un objetivo difícil, algunos lugares sorprendentes han informado de que están haciendo progresos. Uno de ellos es Chipre, un país europeo que, hasta hace unos años, ocupaba el último lugar en la escala de energías renovables. Últimamente, la nación ha cobrado impulso. Chipre está probando un novedoso sistema de almacenamiento de energía mediante aire comprimido que aprovecha la presión del agua del océano para almacenar energía durante largos periodos de tiempo.
Almacenamiento de energía a largo plazo para aumentar la producción de energías renovables
Islandia fue el primer país de Europa en alcanzar el objetivo de utilizar únicamente energías renovables allá por 2015. Islandia no es miembro de la UE, por lo que todavía hay mucha competencia para ser el primer país de la UE en eliminar por completo los combustibles fósiles del mix energético.
Durante un tiempo pareció que Chipre estaba a punto de desaparecer. Sin embargo, el 24 de febrero, The Guardian informaba de los avances de la UE en energías renovables, y nombraba a Chipre como uno de los países que habían registrado avances significativos.
The Guardian afirma que aún queda mucho por hacer. Según un resumen de los datos de 2022, la UE consume de media aproximadamente el 41% de su electricidad a partir de fuentes renovables, con Suecia y Dinamarca a la cabeza, con el 83,3% y el 77,2%, respectivamente. Malta (10,1%), Hungría (15,3%), la República Checa (15,5%) y Luxemburgo (15,9%) se sitúan en los últimos puestos, con Chipre (18%) apenas por delante.
El almacenamiento de energía a largo plazo ayudaría mucho a países como Chipre a ascender más rápidamente en la escala de las energías renovables. Un sistema de almacenamiento de energía de larga duración puede proporcionar kilovatios limpios durante largos periodos de tiempo, hasta días enteros, semanas o incluso estaciones, en contraste con los sistemas de baterías de iones de litio, que normalmente tienen una vida útil de cuatro a seis horas. En ese momento, por una pequeña parte del precio de una nueva central nuclear, las fuentes de energía intermitentes, como la eólica y la solar, podrían ofrecer una estabilidad, continuidad y fiabilidad similares a las de las centrales nucleares.
Un tipo de dispositivo de almacenamiento de energía en aire comprimido
Inversores e innovadores se han mostrado muy activos en el ámbito del almacenamiento de energía de larga duración, y algunas de las actividades más recientes se han centrado en nuevas tecnologías de larga duración que utilizan las leyes de la transmisión térmica.
Los innovadores de larga duración también pueden encontrar un terreno fértil en los sistemas naturales de la Tierra. Por ejemplo, recientemente se ha estudiado la energía hidroeléctrica por bombeo. Se trata de una tecnología consolidada desde hace décadas que funciona perfectamente con energía solar y eólica. El proceso transfiere agua de un embalse superior a una estación generadora inferior por medio de la gravedad. Idealmente, sólo cuando hay un excedente de energía renovable disponible para alimentar las bombas -vea aquí nuestro archivo de larga duración- se vuelve a llenar el embalse superior.
Otra tecnología de larga duración que ha ido ganando adeptos en la década de 2000 es el aire comprimido. Aunque algunos de los primeros intentos de aire comprimido han fracasado, siguen apareciendo nuevas variantes.
Aunque cada uno tiene sus limitaciones, los sistemas de aire comprimido pueden utilizar estructuras artificiales o formaciones rocosas subterráneas como plataformas de almacenamiento. Hay menos posibilidades de conflicto con el uso del suelo en la superficie cuando se almacenan mercancías bajo tierra, ya que los contenedores son robustos y prefabricados. Sin embargo, la geología de las formaciones rocosas varía. Aunque las plataformas artificiales son más costosas y pueden entrar en conflicto con otros usos del suelo, tienen el potencial de abarcar una gama mucho mayor de opciones de emplazamiento.
Almacenamiento de energía por aire comprimido con sólo añadir agua
En 2022 informamos por primera vez sobre un sistema de almacenamiento de energía basado en una vejiga. Funciona de forma similar a un sistema hidroeléctrico subacuático bombeado, pero en lugar de utilizar la gravedad, utiliza la presión del agua.
La startup israelí BaroMar ha desarrollado un sistema de aire comprimido basado en un simple tanque de sondeo. El sistema está pensado para su uso en islas y en regiones costeras cercanas a aguas profundas. Los tanques se colocarán a unos 500 pies de profundidad, donde hay suficiente presión de agua y menos probabilidad de encuentros con la vida marina.
BaroMar afirma: «La presión hidrostática del agua circundante permite construir tanques grandes y duraderos a un coste muy bajo». Un planteamiento de diseño centrado en eliminar las piezas móviles y los subsistemas submarinos también ayuda a reducir costes. Utilizando acero y hormigón probados en el mar, los tanques se construyen en tierra y luego se remolcan hasta su posición.
Aunque el diablo está en los detalles, parece bastante sencillo. La empresa de ingeniería Jacobs reveló a principios de esta semana que había sido elegida por BaroMar para crear el diseño preliminar del proyecto de Chipre, que se comercializa como «el primer proyecto piloto submarino de almacenamiento de energía a gran escala y larga duración».
La ingeniería eléctrica, energética y marina son campos en los que la solución de almacenamiento de energía de BaroMar está bien versada, como señala Jacobs. Sin embargo, combinarlos con la presión hidrostática del agua de mar es una tarea delicada.
Según Fiachra Ó Cléirigh, vicepresidente de Jacobs, «este proyecto requiere amplios estudios geofísicos, geotécnicos y batimétricos, investigación, estudio de viabilidad y obtención de permisos para la instalación del tanque a grandes profundidades para las necesidades de equipos mecánicos y eléctricos en tierra».
¿Cómo funciona?
Según Jacobs, la capacidad de 4 megavatios-hora del proyecto de Chipre se conseguirá mediante grandes tanques rígidos lastrados en el lecho marino.
Según Jacobs, los tanques están hechos para soportar las cargas provocadas por el entorno marino, el aire comprimido y la presión hidrostática del agua tanto en condiciones de instalación como de funcionamiento.
Un cable submarino transportará el excedente de electricidad generada por energía solar y eólica hasta los tanques, donde se alimentarán los compresores. El aire comprimido volverá a tierra, se expandirá y alimentará un generador cuando se necesite más electricidad.
Yonadav Buber, fundador de BaroMar, fue entrevistado por la organización sin ánimo de lucro ISRAEL21c el pasado septiembre. Explicó que construir tanques submarinos es menos costoso porque la presión del agua de mar actúa como estabilizador. Aunque las islas y las costas son los únicos lugares donde elegir un emplazamiento, estas zonas también están infamemente congestionadas. Las oportunidades de almacenamiento de energía en tierra a gran escala son difíciles de encontrar.
Se trata de una solución realmente brillante, ya que sortea el problema con elegancia. Como estamos hablando del fondo del mar, que no es precisamente un terreno privilegiado, también abre la posibilidad de un almacenamiento de energía prácticamente infinito, dijo Buber a Naama Barak, redactora de ISRAEL21c.
A diferencia de otras nuevas tecnologías de almacenamiento de energía de larga duración que se están desarrollando en la actualidad, Buber subrayó que los componentes tecnológicos están establecidos y no requieren un desarrollo adicional significativo. Señaló que los principales obstáculos para el despliegue comercial del proyecto piloto son los relacionados con la ingeniería marina y los requisitos normativos.
Chipre utilizará sólo energía renovable en 2030, con ayuda del almacenamiento de energía
Buber declaró a ISRAEL21c el pasado otoño que Chipre encaja en las tres categorías principales de clientes a los que se dirige BaroMar. Las instalaciones portuarias y otros complejos industriales de gran tamaño se encuentran entre los grandes consumidores de energía del segundo grupo, mientras que los productores de energía renovable con exceso de energía están en el primero.
«Y los gobiernos constituyen nuestra tercera categoría de clientes», declaró Buber. Por ejemplo, estamos en conversaciones con el Gobierno chipriota para que se convierta en el primer Estado miembro de la UE que funcione totalmente con energías renovables para 2030.
Queda por ver si este noble objetivo podrá cumplirse. No obstante, como señalaron nuestros amigos de PV Magazine en febrero, Chipre ya planea reducir su producción de energía renovable en un significativo 28% para 2024, lo que indica que tiene un considerable excedente a mano.
La revista PV Magazine identificó como causas principales de la sobreproducción de energía renovable en Chipre la ausencia de una infraestructura adecuada de almacenamiento de energía y de conexiones internacionales.
Chipre va por delante si está pensando que el hidrógeno verde podría ayudar a absorber algunos de esos kilovatios limpios extra. En 2022, Chipre se clasificó como «rezagado» en las estrategias nacionales de hidrógeno de la UE. Sin embargo, al año siguiente, un grupo de 27 países se reunió para proponer que Chipre sirviera como sede del «Valle del Hidrógeno» inaugural de la UE. Aunque estaremos atentos a la evolución de la situación, actualmente se hace hincapié en la producción de hidrógeno ecológico utilizando agua como fuente y empleando energía procedente de fuentes renovables.
