Hydrostor. Almacenamiento de energía renovable en aire comprimido

Actualizado: 13/08/2022

Con la proliferación en todo el mundo de instalaciones de producción de energías renovables, sobre todo eólicas y solares, la producción intermitente y no constante de estas fuentes renovables es un problema que pide a gritos una solución. Una empresa canadiense, Hydrostor, piensa que tiene la solución: globos llenos de aire comprimido.

La empresa con sede en Toronto hizo su primera prueba hundiendo varios grandes globos en el lago Ontario, y luego, con el uso de energía renovable accionar un compresor, que llena las bolsas de aire comprimido. Después, cuando se necesite electricidad, el aire se vaciará de los globos y moverá una turbina. El resultado fue el primer almacenamiento acuático de aire comprimido del mundo. Esta animación de Hydrostor explica cómo funciona su sistema:

El uso de aire comprimido para almacenar energía no es una idea nueva. El primero de estos sistemas surgió en 1870, en esos años el aire comprimido se almacenaba en cavernas subterráneas, en tuberías, e incluso en tanques pequeños para la alimentación de los coches y locomotoras. Las variantes de la idea de almacenamiento bajo el agua, se llevan estudiando desde la década de 1980.

El CEO de Hydrostor, Curtis Vanwalleghem, nos cuenta que su compañía comenzó a investigar esta tecnología hace cuatro años como un proyecto paralelo a un parque eólico que querían desarrollar.

El concepto es bastante simple: Cuando el globo está anclado bajo el agua, por lo menos a 25 metros de profundidad e idealmente a 100 metros o más, el peso del agua presuriza el aire de forma natural, lo que permite entrar más aire, y por lo tanto energía, para ser almacenada en un determinado volumen. (La presión aumenta aproximadamente 1 atmósfera cada 10 metros.) A profundidades mayores de 500 metros, dice Garvey, «el costo de este almacenamiento se vuelve insignificante en comparación con los costos de la maquinaria de conversión de energía.»

Uno de los problemas fue encontrar la manera de capturar el calor desprendido al comprimir el aire para luego usarlo para calentar el aire a medida que se enfriaba durante la expansión.

El aire puede alcanzar temperaturas de hasta 650 °C durante la compresión. Si no recuperas este calor residual, pierdes eficiencia.

La solución fue un intercambiador de calor, fuera de la plataforma, ligado a tanques de agua con paredes aislantes. La eficiencia alcanzada sería de entre 60 y 80%.

En Toronto, los acumuladores flexibles, como los llama Hydrostor, se desplegarán a una profundidad de 80 metros, y deben ser capaces de suministrar alrededor de un megavatio de electricidad durante 3 horas más o menos.

Aunque la tecnología está todavía en fase de experimentación, la necesidad de este tipo de almacenamiento de energía es evidente. Gran parte de la población mundial vive cerca de la costa. Una de las causas de las pérdidas de energía se produce en el transporte, con este sistema se quiere mantener la generación y almacenamiento de energía lo más cerca posible a su carga.

Ahora, la empresa presenta su último proyecto, Hydrostor Terra, un sistema que utiliza el exceso de la electricidad para comprimir aire y almacenarlo bajo tierra en tanques especialmente construidos para tal fin.

Más tarde, cuando se necesita electricidad extra, la presión es liberada y utilizada para activar unas turbinas que generan electricidad. Lo que distingue el proceso de Hydrostor de otros sistemas de almacenamiento de aire comprimido es que normalmente, el aire liberado del almacenamiento se calienta con gas natural para ganar eficiencia en las turbinas. Naturalmente, la quema de un combustible fósil detrae la premisa de cero emisiones del uso de energías renovables.

Pero comprimiendo un gas generas calor y el sistema Hydrostor captura ese calor y lo almacena en un sistema de gestión térmica. Cuando se suelta el aire a presión, el calor cosechado se utiliza para aumentar la temperatura del aire en lugar de utilizar la quema de gas natural. Hydrostor dice que su sistema llega a un 70% de eficiencia. Los sistemas tradicionales que utilizan gas natural para calentar el aire están en torno al 42 a 54 % de eficiencia. Los sistemas de almacenamiento de baterías pueden llegar hasta un 95% de eficiencia.

AECOM está trabajando con Hydrostor para la construcción de tanques subterráneos especialmente diseñados para el aire comprimido.

Aunque los detalles y precios exactos dependen del proyecto, se calcula que esta entre $1.000 y $2.000 por kilovatio.