¿Aire comprimido para generar electricidad? Las soluciones para la sed energética del planeta
¿Aire comprimido para generar electricidad? Las soluciones para la sed energética del planeta
En muchos lugares del mundo desarrollado, se da por sentado que con solo pulsar un interruptor se va a encender una luz, la lavadora, el televisor o la computadora. Pero no en todos los lugares un solo gesto facilita tanto las cosas.
En la mayoría de los países en vías de desarrollo la demanda de energía es cada vez mayor, provocando apagones constantes o incluso el cese completo del suministro.
Todas las fuentes de alimentación son intermitentes, en mayor o menor medida. Pero por su naturaleza, la producción de energía renovable se mueve entre dos extremos: o genera demasiada o no la suficiente para atender a la demanda.
Por esta razón se trabaja en cómo mejorar el almacenamiento de energía que después pueda ser utilizada cuando hay estos desajustes entre la oferta y la demanda eléctrica.
"La necesidad de almacenar energía surge cuando comprendes cuán increíblemente difícil es generar electricidad", dice Benjamin Sovacool, profesor de Política Energética de la Universidad de Sussex (Reino Unido).
Giro hacia las renovables
Aunque alrededor de 176 países tienen ahora una política de energía limpia, el mundo todavía depende en gran medida del petróleo, el gas y el carbón.
Todos ellos son combustibles fósiles que los científicos de medio ambiente de la ONU creen que tendrán "impactos graves, generalizados e irreversibles para las personas y los ecosistemas" en caso de no hacer algo para cambiarlo.
John Goodenough, un científico pionero y profesor universitario, creador de las baterias de iones de litio, dice que la humanidad necesita replantearse cómo produce y almacena energía.
"La dependencia de la sociedad moderna del combustible fósil no es sostenible. Así que tenemos que encontrar en un futuro muy cercano la manera de poder producir energía y después almacenarla en una batería [a gran escala]", dice.
Pero las baterías de iones de litio también tienen sus inconvenientes, recuerda el profesor Goodenough.
"La gente tiene que tener mucho cuidado. Si fabrica una batería a gran escala, tiene que monitorear muchas células. Por ejemplo, el auto de Tesla tiene 7.000 células, todas tienen que ser administradas, y él [el jefe de Tesla, Elon Musk] ha sabido hacerlo muy bien".
Tesla lleva tiempo invirtiendo en tecnología y producción de baterías para abastecer a sus autos eléctricos.
Ahora se ha pasado a almacenamiento a gran escala para proporcionar energía en lugares que sufren apagones y recientemente ha puesto en marcha el conjunto de baterías de iones de litio más grande del mundo en Hornsdale, en el sur de Australia.
Energía de ida y vuelta
Los autos eléctricos también se pueden aprovechar como centros de intercambio y almacenamiento de energía.
Los llamados "vehículos enganchados a la red", o V2G (del inglés vehicle-to-grid), pueden obtener energía de la red eléctrica o devolverle la que ya no necesitan.
Fabricantes de automóviles como Nissan, BMW y Honda están explorando la producción de vehículos del tipo V2G en colaboración con compañías de energía y software.
Frederiksberg Forsyning, una empresa danesa, ha reemplazado diez de sus vehículos con camionetas de Nissan totalmente eléctricas y ha instalado diez puntos de carga "bidireccionales" (para el acopio y devolución de energía).
De esta manera, sus operarios desenganchan sus vehículos por la mañana, hacen sus trabajos por la ciudad, y por la tarde vuelven a enchufar el vehículo al punto de carga.
Una vez hecho esto, la red puede utilizar la energía restante que haya en las baterías de las camionetas.
Por otro lado, el software Nuvve, desarrollado en la Universidad de Delaware (Estados Unidos), se conecta a la red y monitorea constantemente sus requerimientos de energía.
Si hay una fluctuación en la potencia, puede activar las baterías conectadas a la red para que le proporcionen energía en cuestión de segundos.
"Llamamos a esto una planta de energía virtual", dice Marc Trahand, director de operaciones de Nuvve en Europa.
"Todas estas pequeñas baterías juntas se convierten en una gran central eléctrica que luego puedes activar en la red".
Baterías deficientes
Pero el doctor Kotub Uddin, experto en vehículos de la Universidad de Warwick (Inglaterra) y actual jefe de almacenamiento de energía en OVO Energy, dice que para que la tecnología de los V2G despegue comercialmente, la gente tendrá que estar segura de que no se dañarán las baterías de sus vehículos.
Cargar y descargar la energía de una batería repetidamente puede ocasionar que ésta se vicie. La respuesta a estos problemas es una carga inteligente, dice, en la que la degradación sea mínima con una extensión de la vida útil de tu batería.
Almacenamiento local
En el mundo desarrollado, hay más de mil millones de personas sin acceso a la electricidad, según los expertos.
Koen Peters, director ejecutivo de Global Off-Grid Lighting Association (Gogla), señala que además otros mil millones tienen un suministro poco fiable.
Las cifras son para él un indicativo de que hay un gran mercado para la energía renovable fuera de la infraestructura convencional, especialmente en lugares donde puede no ser económicamente viable conectarse a una red de suministro.
"Solo hemos arañado la superficie del mercado disponible", asegura.
Los datos confirman este creciente interés en saltar de la distribución centralizada de energía a permitir el almacenamiento local.
¿Adiós a los postes de luz?
Desde 2010, las ventas de paneles solares de acumulación de energía han crecido en un 60%, según Gogla.
Empresas los líderes en el mercado M-Kopa Solar, y Azuri, D.light y BBoxx, están aprovechando este mercado y compiten por vender paneles solares, luces y baterías a hogares en África Central, Oriental y Occidental y partes de Asia.
Las empresas instalan paneles solares en los hogares y así se cargan durante el día. Luego, los clientes pueden usar esa energía almacenada que sirva para iluminar la vivienda por la noche y cargar el celular. Otros dispositivos necesitan de otros paneles con mayor potencia.
Monica Keza Katumwine, directora general de BBoxx en Ruanda, dice que su compañía puede monitorear de forma remota las necesidades de energía o almacenamiento de la gente.
"Lo que estamos cambiando hoy es tener ese poder, pero sin los cables y postes completos y todas esas cosas ... se está proporcionando el mismo servicio pero sin la conexión física completa, todo se hace de forma remota".
Este tipo de suministros siguen siendo todavía escasos y muy caros. La inversión por parte de las empresas es costosa y los servicios para el cliente también.
Los altos costos y las inversiones de capital son un problema en los países en desarrollo, asegura Peters, que no duda en afirmar que si tienes acceso a estos servicios "hay un enorme impacto en la calidad de vida".
Soluciones creativas
El hambre de energía en el mundo crecerá a medida que lo haga también su población mundial.
Se cree que para 2040 la demanda aumentará más en India, China y África.
El desafío es expandir la capacidad de las energías renovables para atender a esa demanda especialmente en las áreas urbanas.
No podemos confiar en los combustibles fósiles: en los últimos 20 años las regulaciones sobre el cambio climático se han multiplicado empujando el uso de renovables como establece el acuerdo de París de 2015.
Entonces, ¿cómo puede aumentarse el almacenamiento de energía, además aumentar la producción de las renovables y hacer todo eso de forma eficiente?
Ravi Manghani, director de almacenamiento de energía en Greentech Media, piensa que hay ser innovador.
"El aire comprimido es una tecnología interesante", dice. "Puede ser una forma de almacenamiento masivo".
Una compañía que ha investigado el aire comprimido es Alacaes en Suiza: ha perforado un agujero en el lado de una montaña para almacenar aire que después pueda activar una turbina.
Otras tecnologías, como el almacenamiento de aire frío, deberán demostrar al mercado que son "tan confiables" como las tecnologías más establecidas, afirma Manghani.
Esta técnica consiste en el uso de la refrigeración. El aire se enfría hasta que es líquido a menos 196 grados centígrados, y lo almacena a baja presión. Pero este mecanismo, sin embargo, está en una fase muy precaria todavía.
No a todos los expertos les convencen las tecnologías de almacenamiento de energía poco probadas pero cualquiera que sea la tecnología del futuro debe aliarse con las compañías energéticas, las compañías de automóviles y las de datos.
Y como no existe una tecnología única, está claro que los problemas de almacenamiento de energía se resolverán de muchas maneras diferentes. Estarán involucrados los individuos, las empresas, las ciudades y las comunidades, desafiando a las grandes empresas que han dominado el panorama energético hasta ahora.
Puedes leer la nota original en inglés de The Disruptors aquí.
