Almacenamiento de energía, una necesidad creciente
Almacenamiento de energía, una necesidad creciente
Colegio de Ingenieros Civiles de México
La transición energética tiene como objetivo principal de la humanidad, disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) a la atmósfera para así aminorar los desastrosos efectos del calentamiento global.
La energía solar y la eólica has disminuido enormemente sus precios llegando a ser en este momento la mitad de las energías tradicionales. Estas dos soluciones limpias y renovables han penetrado de manera muy fuerte en la matriz energética mundial. En el mundo la solar ya ha llegado al millón de MW instalados y la eólica a los 800 mil. En México el crecimiento de estas tecnologías también ha sido importante, ya tenemos 6500 MW de solar y 7000 de eólica.
Desgraciadamente estas energías limpias y económicas son intermitentes y tienen fluctuaciones. A la fecha se han desarrollado tecnologías para eliminarlas, introduciendo mejoras a la electrónica de potencia, incluso agregándole una inercia virtual a los inversores que transforman la corriente directa de las celdas solares a alterna. Ya se han hecho muy comunes los servicios meteorológicos de precisión que ayudan a los generadores de solar y eólica a predecir con días, horas y hasta con minutos el paso de nubes o de ráfagas de viento y tomar a tiempo las medidas del caso para entregar energía con certeza y sin fluctuaciones. Las intermitencias diarias son de particular importancia en la estabilidad de los sistemas eléctricos. La entrada de una gran cantidad de energía a la red al salir el sol y luego su desaparición a la hora del crepúsculo ocasiona dos problemas grandes. Durante las horas de sol, esta fuente limpia les quita clientes a las fuentes tradicionales incrementando sus costos y al atardecer, se les pide a las centrales tradicionales que en una hora suban su potencia en miles de MW. Estos cambios de potencia que alteran la generación de las plantas tradicionales en las horas del día (en la noche en nada las perturba la solar) se resuelve almacenando energía.
Las formas más importantes de almacenamiento son las grandes baterías, las plantas hidroeléctricas con rebombeo y una tercera, bastante novedosa, que es la generación de hidrógeno verde y su posterior uso en celdas de combustible para generar electricidad limpia.
Las baterías han bajado de precio a la décima parte de lo que costaban hace 15 años y, al menos Estados Unidos, se propone reducir aún más su precio en los próximos 10 años. Las nuevas baterías que van desde tamaños muy pequeños, del orden de watt hora, hasta grandes bancos de cientos de MW se cargan cuando sobra energía en las horas de sol y la entregan durante al atardecer y la noche. La gran mayoría de estas baterías son de Litio lo que ha ocasionado que este mineral haya subido enormemente de precio y se haya convertido en muchos países en estratégico.
Hay sitios donde se construye un embalse o un estanque de grandes proporciones en un sitio bajo y otro similar a mayor altura. Durante las horas de abundancia de energía eléctrica (mediodía) se bombea agua del tanque inferior al superior. Durante las horas de gran demanda, se baja el agua pasándola por una turbina generando electricidad.
Finalmente la tecnología emergente que ha cobrado gran importancia es la generación de hidrógeno a partir del agua con un proceso de electrolisis. La energía eléctrica usada para el proceso proviene de una fuente limpia como la solar o la eólica. Este hidrógeno, al que se le denomina Verde poque no ese emite CO2 en el proceso de su fabricación, se hace pesar por una celda de combustible donde genera electricidad.
Afortunadamente estas técnicas de almacenamiento permiten ahora que
se instalen grandes cantidades de energías limpias, sin importar que
sean intermitentes, ayudando así a resolver el problema del
calentamiento global.
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