Baterías de gravedad: qué son, como funcionan

Las baterías gravitacionales podrían ser una pieza fundamental del rompecabezas de la transición energética, si consiguen estar a la altura de su potencial.

Alcanzar la autosuficiencia energética neta cero y el aumento de la energía renovable ha adquirido de repente un nuevo sentido de urgencia a medida que los desastres relacionados con el clima aumentan exponencialmente en todo el mundo.

Hay que encontrar soluciones rentables de generación de energía que se puedan implantar rápidamente y a gran escala. Esto ha llevado al desarrollo de una multitud de nuevas y llamativas tecnologías en paralelo. Una de las más destacadas es la batería de gravedad, que trata de construir y mejorar un concepto de energía almacenada ya existente, y que podría resultar una fuente de energía fiable a largo plazo.

Varias empresas han realizado importantes inversiones en baterías de gravedad, y presumen de cifras impresionantes en cuanto a eficiencia energética y almacenamiento de energía.

La empresa escocesa Gravtricity afirma poder suministrar energía a 63.000 hogares con una hora de funcionamiento de su instalación de 20MW, mientras que GravitySoilBatteries pretende proporcionar hasta 30.000kWh de almacenamiento con una eficiencia del sistema del 85%. Sin embargo, está por ver si proyectos como estos pueden ampliarse para convertirse en una parte más integral de la combinación de energías limpias del mundo.

Energía gravitacional.

En esencia, el proceso utiliza la energía gravitacional para llenar las baterías durante los picos de consumo, cuando la energía procedente de fuentes renovables es abundante. Entonces, si la demanda de energía supera la que pueden proporcionar las fuentes renovables, esta energía almacenada puede liberarse, proporcionando energía si, por ejemplo, el sol no brilla o el viento no sopla.

Se trata de utilizar el exceso de energía renovable para accionar un motor eléctrico que arrastra un peso hasta una altura determinada. Cuando se necesita energía, el peso se baja por un sistema de cables, y el movimiento de éstos genera electricidad, que se devuelve a la red.

Lo bueno de esta idea es que puede alojarse en torres cercanas a emplazamientos renovables ya existentes, como parques solares o eólicos, o bien en pozos mineros en desuso, donde la larga caída existente proporciona la infraestructura perfecta para un sistema de este tipo.

Si bien es discutible si el reaprovechamiento de los pozos de las minas supondría un ahorro de costes en lugar de la construcción de instalaciones en la superficie, lo que está claro es que, al estar fuera de la vista, los sistemas de baterías por gravedad suponen una menor huella en el paisaje local, por lo que podrían ser populares entre las comunidades locales.

Reutilización y reaprovechamiento.

Sería ver cómo se limpian y se hacen productivas de nuevo las zonas muy contaminadas.

Por esto, las minas de carbón cerradas en varias partes del mundo están siendo estudiadas por empresas activas en este nuevo e innovador campo, como Gravitricity. Esto ofrece la oportunidad de diseñar instalaciones que se extienden a varios centenares de metros de profundidad, al tiempo que ofrece nuevas oportunidades de empleo en regiones actualmente esclavizadas económicamente al sector de los combustibles fósiles.

Por el momento, sin embargo, la atención se centra en determinar si las propiedades físicas de los pozos se prestan a la readaptación de esta manera, y en determinar la naturaleza y el alcance de los desafíos en torno a las inundaciones y los gases peligrosos.

En caso de que estos obstáculos resulten demasiado difíciles o costosos de superar, queda la opción de perforar nuevos pozos, lo que permitiría una ingeniería a medida y probablemente daría beneficios a largo plazo, aunque esto requeriría una inversión inicial mucho más elevada.

Operaciones en tierra.

Otros de los primeros participantes en el incipiente sector de las baterías de gravedad ven un mayor potencial en ir hacia arriba en lugar de hacia abajo, y esta teoría toma forma en Suiza, donde la empresa Energy Vault ha conseguido una importante inversión suficiente para salir al mercado. En sus planes destaca el diseño de un edificio modular en el que se alojan miles de pesas fabricadas con material reciclado en un sistema de carros.

Las pruebas y simulaciones realizadas hasta la fecha han demostrado que una instalación de este tipo, con una capacidad de almacenamiento de 100 MWh, podría suministrar energía a 25.000 hogares durante 24 horas, por lo que no es de extrañar que el interés se haya traducido en pedidos concretos de todo el mundo, incluida la que más contamina, China.

Aunque estas instalaciones tendrían una huella importante, se sugiere que se ubiquen cerca de parques solares o eólicos ya existentes, lo que no sólo proporcionaría un acceso fácil a la energía limpia necesaria para levantar los pesos, sino que también facilitaría el proceso de aprobación de los proyectos.

Una ventaja significativa de los sistemas de baterías por gravedad es que la velocidad de caída puede regularse para ayudar a equilibrar la red, según sea necesario, proporcionando mucha o poca energía mediante un descenso rápido o más controlado. Esto es especialmente significativo, ya que la red se basa en el concepto de alineación con las centrales térmicas, en lugar de las instalaciones renovables, que pueden estar marcadas por las imprevisibles subidas de tensión asociadas a los caprichos del clima.

Sostenibilidad

Las baterías de gravedad podrían formar parte de la combinación de energías limpias del mundo, especialmente en relación con otras formas de almacenamiento de energía renovable.

En comparación con las baterías de iones de litio, que actualmente dominan el panorama del almacenamiento, la huella medioambiental de las baterías de gravedad es menor, y las cifras sugieren que el coste por MWh asociado a las baterías de gravedad podría ser la mitad que el de sus homólogas de litio, incluso teniendo en cuenta los costes de mantenimiento, construcción y funcionamiento.

Con el tiempo, si las baterías de gravedad se convierten en una parte integral del sector del almacenamiento de energía, existe la posibilidad de incorporar la infraestructura necesaria en la construcción de nuevos edificios de gran altura para crear desarrollos de uso mixto verdaderamente autosuficientes desde el punto de vista energético.

Por supuesto, sigue habiendo dudas sobre la eficacia con la que estos procesos pueden incorporarse a las nuevas construcciones a gran escala, ya que esto se convierte en un reto de planificación, más que de innovación en el sector energético.

Sin embargo, la continua innovación en el sector de las baterías de gravedad significa que, al menos por el momento, hay optimismo respecto al futuro del proceso.

La empresa alemana New Energy Let’s Go se ha basado en la idea de la energía hidroeléctrica bombeada con su concepto de almacenamiento por gravedad, que sitúa los fundamentos de las baterías de gravedad en un entorno líquido. En su sistema, el agua es impulsada a través de una turbina por un gran pistón de roca móvil situado en pozos subterráneos, como en una central hidroeléctrica convencional.

Aunque aún es pronto para las baterías gravitacionales, los buenos resultados obtenidos hasta la fecha indican que esta nueva tecnología, sencilla, que trata de aprovechar una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza, tiene lo necesario para formar parte de la mezcla, ayudando así a catalizar y a realizar la transición a la energía limpia.