Para reducir drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero, necesitamos mucha más generación de energía solar y eólica, y mucho almacenamiento de energía barato. La hidroeléctrica de bombeo es una solución para esto.
La energía eólica y solar varía a lo largo del día, por lo que el almacenamiento de energía es esencial para proporcionar un flujo continuo de electricidad. Pero las baterías actuales suelen ser bastante pequeñas y almacenan energía suficiente para unas pocas horas de electricidad. Para depender más de la energía eólica y solar, necesitamos también más almacenamiento nocturno y a más largo plazo.
Aunque las baterías están de moda, hay una técnica sencilla y probada de almacenamiento a largo plazo que se usa en muchos lugares del mundo desde hace 100 años.
Almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo.
Consiste en bombear agua cuesta arriba desde un embalse a otro situado a mayor altura para almacenarla y, cuando se necesita energía, liberar el agua para que fluya cuesta abajo a través de las turbinas, generando electricidad en su camino hacia el embalse inferior.
El almacenamiento hidroeléctrico por bombeo suele pasarse por alto debido a la preocupación por el impacto de la energía hidroeléctrica en los ríos. Pero la mayoría de los mejores lugares de almacenamiento hidroeléctrico no están en los ríos.
Este atlas mundial de posibles emplazamientos para centrales hidroeléctricas de bombeo en bucle cerrado, sistemas que no incluyen un río, incluye miles de emplazamientos con buen potencial en todo el mundo. Aunque muchos de estos emplazamientos, que se localizan por satélite, se encuentran en terrenos escarpados y pueden ser inadecuados por razones geológicas, hidrológicas, económicas, medioambientales o sociales, se calcula que sólo se necesita una mínima parte de ellos para apoyar un sistema eléctrico 100% renovable.
La energía solar y eólica necesitan almacenamiento a largo plazo.
Para funcionar correctamente, las redes eléctricas deben ser capaces de adaptar la oferta de electricidad entrante a la demanda de electricidad en tiempo real o corren el riesgo de sufrir escasez o sobrecargas.
Hay varias técnicas que los gestores de la red pueden usar para mantener ese equilibrio con fuentes variables como la eólica y la solar. Entre ellas, compartir la energía en grandes regiones a través de líneas de transmisión de alta tensión, gestionar la demanda y utilizar el almacenamiento de energía.
Las baterías instaladas en los hogares, las centrales eléctricas y los vehículos eléctricos son las preferidas para almacenar energía durante unas pocas horas. Son capaces de gestionar el aumento de la energía solar al mediodía, cuando el sol está por encima, y de liberarla cuando la demanda de energía alcanza su punto máximo por la noche.
La hidroeléctrica de bombeo, por su parte, permite un almacenamiento mayor y más prolongado que el de las baterías, y eso es esencial en un sistema eléctrico dominado por la energía eólica y solar. También es más barata para el almacenamiento nocturno y a largo plazo.
Almacenamiento de energía hidroeléctrica bombeada fuera de río.
A nivel mundial, la cuota de almacenamiento de energía de las centrales hidroeléctricas de bombeo es de cerca del 99% del volumen de almacenamiento de energía.
Los proyectos hidroeléctricos de bombeo pueden ser controvertidos, sobre todo cuando implican presas en ríos que inundan terrenos para crear nuevos embalses y pueden afectar a los ecosistemas.
La creación de sistemas de circuito cerrado que utilicen pares de lagos o embalses existentes en lugar de ríos evitaría la necesidad de nuevas presas.
Un sistema hidroeléctrico de bombeo fuera del río consta de un par de embalses separados por varios kilómetros con una diferencia de altitud de 200-800 metros y conectados con tuberías o túneles. Los embalses pueden ser nuevos o utilizar antiguas explotaciones mineras o lagos o embalses ya existentes.
Podemos hablar de algunos ejemplos, como la mina de carbón de Kentucky, que se convertirá en un gigantesco proyecto de almacenamiento de energía como «batería de agua». O la planta hidroeléctrica de Linthal, una de las infraestructuras subterráneas más impresionantes de Europa.
En los días soleados o ventosos, el agua se bombea al embalse superior. Por la noche, el agua vuelve a bajar por las turbinas para recuperar la energía almacenada.
Un par de embalses de 100 hectáreas con una diferencia de altitud de 600 metros y 20 metros de profundidad pueden almacenar 24 gigavatios-hora de energía, lo que significa que el sistema podría suministrar 1 gigavatio de energía durante 24 horas, suficiente para una ciudad de un millón de habitantes.
El agua puede circular entre los depósitos superior e inferior durante cien años o más. Los supresores de evaporación, pequeños objetos que flotan en el agua para atrapar el aire húmedo, pueden ayudar a reducir la evaporación del agua.
En total, la cantidad de agua necesaria para mantener un sistema de electricidad 100% renovable es de unos 3 litros por persona y día, lo que equivale a 20 segundos de una ducha matutina. Es una décima parte del agua que se evapora por persona y día en los sistemas de refrigeración de las centrales eléctricas de combustibles fósiles.
Hace pocos días se inauguró la central de almacenamiento por bombeo de Fengning, que no sólo es la mayor central de almacenamiento por bombeo de China, sino que también es la mayor del mundo.
El cambio de la electricidad a las energías renovables y la posterior electrificación de los vehículos y la calefacción pueden eliminar la mayoría de las emisiones de gases de efecto invernadero causadas por el hombre. El mundo tiene un gran potencial de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo fuera de los ríos para contribuir a ello, y lo necesitará a medida que la energía eólica y la solar se expandan.
Alrededor de esta técnica centenaria están surgiendo nuevos desarrollos, como AirBattery, una nueva solución de almacenando de energía renovable en una combinación de hidroeléctrica por bombeo y aire comprimido. O la primera hidroeléctrica de bombeo con desalinización del mundo, alimentada por renovables, a un precio asequible.
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