¡Baterías del futuro!
Todo el mundo está familiarizado con las pilas, la mayoría las usa todos los días de su vida. Están presentes en todo tipo de productos electrónicos de consumo, desde relojes, computadoras portátiles y teléfonos móviles. Cuando la mayoría piensa en una batería, le viene a la mente una batería química AA común, del tipo que podría poner en una linterna o en un control remoto de televisión. Sin embargo, este tipo de tecnología está mucho más extendida que eso. Las baterías pueden venir en muchas formas y se usan ampliamente en las industrias de generación y almacenamiento de energía para administrar 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.
Este es el resultado de una peculiaridad asociada con la energía renovable. A diferencia de otras fuentes de energía que pueden encenderse y apagarse 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 solo genera energía durante el día y ninguna durante la noche. Esto conduce a un problema de equilibrio de energía, la electricidad se usa durante el día y la noche, por lo que la red debe generarla para satisfacer la demanda.
Un sistema totalmente 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. Los sistemas de este tipo ya están en uso en la actualidad. 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 probar su eficacia.
Las baterías de iones de litio son actualmente la forma más popular de baterías en la industria, son las baterías que se usan comúnmente en teléfonos móviles, productos electrónicos de consumo y vehículos eléctricos. Esto se debe a que son, en este momento, la mejor solución disponible para estas aplicaciones. Sin embargo, tienen algunas desventajas, particularmente cuando se busca aplicarlos al almacenamiento de electricidad en la red a gran escala, como lo que estamos viendo hoy. Los materiales necesarios para producir las baterías son difíciles de obtener, ya que en su mayoría se extraen en países africanos con prácticas de trabajo éticas deficientes, lo que genera 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 dan como resultado que las baterías de iones de litio sean costosas de producir, 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 con varias baterías que causan incendios a gran escala en los centros de prueba de baterías australianos cuando las baterías se sobrecalientan. Entonces, si bien estas baterías son excelentes para una serie de 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, a medida que 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, a saber, 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 varias ideas nuevas de tecnología de baterías para tratar de llenar este vacío en el mercado. Una nueva y emocionante empresa emergente con sede en Edimburgo ha estado desarrollando tecnología en una línea similar a las plantas hidroeléctricas impulsadas por gravedad que acabamos de discutir, levantando un peso pesado en lugar del agua. Gravitricity ha construido un banco de pruebas para esta nueva tecnología en Prince Albert Dock, ¡con 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/
Ahora a otro tipo de energía… ¡Térmica! Los investigadores de muchas instituciones de todo el mundo están investigando el desarrollo de baterías térmicas. Estas baterías calientan el material cuando hay un 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. Los sistemas como este se han mostrado muy prometedores como método de almacenamiento de energía, pero aún enfrentan problemas para mover las sales fundidas para generar electricidad a partir de ellas.
En Finlandia se ha instalado una versión de menor especificación de esta tecnología. El sistema, asociado con un pueblo local, calienta arena normal a 500 grados centígrados utilizando fuentes de energía renovables. Esta energía almacenada se puede usar 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 emocionante, ya que es una forma extremadamente económica de almacenar electricidad y podría integrarse fácilmente en las comunidades locales, brindando la oportunidad de desarrollar microrredes locales.
https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-61996520
¡Espero que ahora pueda 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!