¿Aire líquido para la implantación definitiva de la electricidad limpia y sostenible?

A medida que el mundo se esfuerza por reducir las emisiones de carbono, la energía solar y la eólica desempeñarán un papel cada vez más importante en las redes de suministro eléctrico. Pero estas fuentes renovables solo generan electricidad cuando hace sol o viento. Por eso, para garantizar una red eléctrica fiable, que pueda suministrar electricidad ininterrumpidamente hora tras hora y día tras día, es crucial disponer de un medio para almacenar electricidad cuando se está generando más de la necesaria, a fin de poder emplear este excedente para seguir suministrando electricidad cuando sea de noche o esté muy nublado y cuando no sople el viento. Y a veces será necesario almacenar grandes cantidades de electricidad no solo durante horas, sino durante días, o incluso más tiempo.

Algunos métodos de almacenamiento de energía de larga duración son prometedores. Por ejemplo, con el almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo, el agua se bombea de un lago a otro lago más alto cuando hay electricidad extra. Luego, cuando se necesita más electricidad que la que está siendo generada directamente, esa agua ascendida se libera para que caiga de vuelta hacia el lago bajo y en su caída accione turbinas generadoras de electricidad, suministrando así la energía faltante. Pos desgracia, este método está limitado por la geografía, y muchos emplazamientos idóneos ya están en uso. Las baterías de iones de litio pueden almacenar energía para la red eléctrica, pero solo durante unas cuatro horas. Cuanto más tiempo se necesita mantener almacenada la energía, más caros resultan los sistemas de baterías.

Un equipo internacional encabezado por Shaylin Cetegen, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, ha estado investigando una opción menos conocida: aire líquido. Se trata de aire que se extrae del entorno, se limpia y se seca, y luego se enfría hasta pasar del estado gaseoso al estado líquido.

Los sistemas de almacenamiento de energía por aire líquido constan de tres pasos: carga, almacenamiento y descarga. Cuando la generación de electricidad supera a la demanda y los precios son bajos, el sistema se carga. Durante la carga, se aspira aire y se licua. Se consume mucha electricidad para enfriar y licuar el aire en el proceso; por eso solo resulta viable hacerlo cuando hay excedente de electricidad. El aire líquido se envía a tanques de almacenamiento muy aislados, donde se mantiene a una temperatura y una presión atmosférica muy bajas. Cuando, para satisfacer la demanda, la red eléctrica necesita más electricidad que la que está produciendo directamente, el aire líquido se bombea primero a una presión más alta y luego se calienta, y vuelve a convertirse en gas. Este aire en fase de vapor, a presión y temperatura altas, se expande en una turbina, accionándola y haciendo así que esta genere electricidad que se suministra a la red eléctrica para compensar el déficit de energía generada.

La energía eléctrica limpia podría dar un importante salto en su implantación mundial gracias al uso de un método de almacenamiento de electricidad excedente basado en el uso de aire líquido. (Foto: Amazings / NCYT)

Ya se han fabricado sistemas de almacenamiento de energía en aire líquido, así que la tecnología es viable desde el punto de vista tecnológico. Además, los sistemas de este tipo no contaminan en absoluto y pueden instalarse en casi cualquier lugar, almacenando grandes cantidades de electricidad durante días o incluso más tiempo y suministrándola cuando se requiere. Sin embargo, no hay estudios concluyentes sobre su viabilidad económica. ¿Los ingresos económicos a largo plazo justificarían la inversión inicial y los costes de mantenimiento?

Cetegen y sus colegas han desarrollado un modelo que toma información detallada sobre los sistemas de almacenamiento de energía en aire líquido y calcula cuándo y dónde esos sistemas serían económicamente viables.

Empleando dicho modelo, han llegado a la conclusión de que los sistemas de almacenamiento de energía en aire líquido podrían ser económicamente viables en bastantes casos.

El estudio se titula "Evaluating economic feasibility of liquid air energy storage systems in future US electricity markets". Y se ha publicado en la revista académica Energy. (Fuente: NCYT de Amazings)