Si no lo ves, no lo crees: la revolución del almacenamiento de energía

Johanna Wellington está de pie junto a lo que parece un contenedor de carga. Sus gafas de seguridad son las únicas pistas que indican que este contenedor no es exactamente lo que parece. Si echamos un vistazo a su interior, lo que encontraremos será un conjunto de baterías y elementos electrónicos de lo más sofisticado. Se trata de un prototipo para el GE Reservoir, la solución de almacenamiento con mayor densidad de energía jamás concebida. La carga que almacena este contenedor es exclusivamente eléctrica.

Desde 2016, Wellington trabaja como líder de la sección de Almacenamiento de Energía en el Global Research Center de GE en Nueva York. Desde allí, dirige un equipo de científicos e ingenieros que trabajan para reinventar el futuro del almacenamiento de energía y revolucionar la forma en que funciona nuestra red eléctrica.

Cuando el GE Reservoir se complete, soportará 26 toneladas métricas de baterías de ion litio, elementos electrónicos y control de clima con una capacidad de energía total que supera los 4 megavatios-hora, todo recogido en un contenedor de unos catorce metros cuadrados. Esa cantidad de energía es más que suficiente para alimentar a 135 hogares durante un día entero.

¿Quién necesita almacenar tal cantidad de energía?

“El almacenamiento de energía es un proceso enormemente polivalente”, afirma Johanna Wellington de GE, “me da la oportunidad de soñar con una infinita variedad de soluciones.” Crédito de la imagen: GE.

 

UNA REVOLUCIÓN EN POTENCIA

Hasta hace muy poco, nadie necesitaba tanta energía. De hecho, hasta hace unos años, cuando hablábamos de baterías, probablemente nos vendrían a la mente las pilas del mando de la televisión. A día de hoy, pensamos en baterías de iones de litio, en la del ordenador portátil o en la de los smartphones, cuya constante necesidad de carga a veces resulta un estorbo.

Pero mucho antes de que las baterías alimentaran nuestra electrónica de consumo, estaban alimentando la primera ola de investigación científica en electricidad.

La historia de la batería comienza en el año 1800, con el científico italiano Alessandro Volta, empapando papel en agua con sal e intercalándolo entre discos de dos metales diferentes. Volta generó una corriente eléctrica estable y segura por primera vez. Su pila voltaica es la primera batería de la historia.

El invento de Volta inspiró a innumerables científicos y aficionados a investigar los posibles usos de electricidad a partir de la naturaleza. En la segunda mitad de siglo, las baterías que se basaban en el diseño de Volta se usaron para descubrir la composición elemental del agua, crear la primera luz artificial y alimentar el primer motor eléctrico. Sin embargo, los empresarios que buscaban poner en práctica la energía de la batería, no tuvieron tanta suerte. Los primeros intentos de crear carros, locomotoras y barcos que funcionaran con baterías fueron un fracaso total.

La batería se puso finalmente en práctica con la invención del telégrafo eléctrico en 1837. A mediados de siglo, los telegrafistas de todo el mundo utilizaban la energía de la batería para enviar mensajes entre estaciones a través de una amplia red de cables, sistema que además se podía utilizar como alimentación de la luz eléctrica.

La central de Pearl Street, creada por Edison, fue la primera central termoeléctrica de los Estados Unidos, y la que rompió con todos los esquemas en el año 1882. Desde su creación, los sistemas de energía eléctrica de todo mundo se han construido para satisfacer la oferta y la demanda al instante. Aun así, el propio Edison consideró la posibilidad de crear una versión de la red que incorporara un almacenamiento de baterías. En 1879, el mismo año en que patentó su famosa bombilla incandescente, Edison diseñó un sistema mediante el cual los consumidores de electricidad instalarían dos baterías de almacenamiento en sus hogares o negocios. De esta manera, una sería cargada por una central eléctrica mientras que la otra suministraría la electricidad.

El sistema no estuvo a la altura de las expectativas de Edison. En 1893, confesaba a un reportero: “La batería de almacenamiento es, en mi opinión, un mecanismo de estafa por parte de las compañías más valoradas… Científicamente, el almacenamiento está bien, pero en el ámbito comercial, es un fracaso absoluto “.

“Con la cantidad de energía que tenemos ahora en ese contenedor de cincuenta centímetros, hace unos años se habría podido dotar de electricidad a un edificio de más de 21 metros de altura”, dice Wellington, de GE. Crédito de la imagen: GE.

LA OPORTUNIDAD DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES

Los numerosos avances y la evolución de las energías renovables han conseguido mejorar el almacenamiento de energía en escala de red. Son fuentes que prácticamente no emiten gases de efecto invernadero y el precio de la energía generada a partir de ellas, como la solar y la eólica, ha disminuido significativamente. Sin ir más lejos, en mayo de 2016, Portugal consiguió cubrir todas sus necesidades de electricidad con energías renovables durante cuatro días consecutivos. Dinamarca, por su parte, es capaz de cubrir más del 100% de sus necesidades eléctricas en determinados días.

Pero las energías renovables también conllevan ciertos retos. Los parques eólicos y las plantas solares son más complicadas de controlar de forma precisa por los productores de energía, ya que su funcionamiento depende del viento y los rayos de sol. Pero si el sol brilla cuando la demanda es baja, los productores pueden optar por desconectar los paneles solares; un proceso conocido como reducción de la demanda. Debido a esta variabilidad, los productores pueden optar por mantener activas las plantas convencionales; como las turbinas de gas natural; quemando combustible sin generar energía, en caso de un aumento inesperado de la demanda.

 

CUMPLIENDO LA PROMESA DEL ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO

Las recientes innovaciones en tecnología de baterías de iones de litio, fueron la última pieza del rompecabezas del almacenamiento energético en escala de red. “Con la cantidad de energía que tenemos ahora en ese contenedor de cincuenta centímetros “- afirma Wellington refiriéndose al GE Reservoir– “ hace unos años se habría podido dotar de electricidad a un edificio de más de 21 metros de altura”.

Con la integración del Reservoir en la red, GE espera convertir las energías renovables intermitentes en “energías renovables a tiempo completo”. La energía que antes se reducía al desconectar los paneles solares, ahora se puede almacenar en el Reservoir en momentos de baja demanda y enviarse cuando la demanda aumente.

Los científicos de GE están descubriendo medidas para mejorar el funcionamiento del Reservoir de cara al futuro. El año pasado, Southern California Edison (SCE) y GE, fueron los primeros en debutar; la energía adicional de la batería permite a SCE mantener la turbina en modo de espera, sin necesidad de combustible. Una sacudida de las reservas de energía de la batería permite que la turbina gire rápidamente en el momento de aumento de la demanda. Las innovaciones en el Reservoir mejorarán estos sistemas híbridos.

De acuerdo con Rob Morgan, CEO del Almacenamiento de Energía de GE Power, es una propuesta simple para los productores de energía: el Reservoir es “más seguro, más denso, más eficiente y tiene una vida más larga”. Para ser precisos, es un 5 por ciento más eficiente que otras soluciones de almacenamiento de energía en escala de red, con un 10 por ciento de ahorro en coste. Su electrónica de potencia está diseñada para maximizar la vida útil de la batería y garantizar un funcionamiento seguro. Su diseño modular permitirá a los productores de energía actualizar las baterías a medida que mejora la tecnología. Su pequeña huella y la funcionalidad plug-and-play también permitirán que la energía se almacene cerca de la fuente.

Para Johanna Wellington, esto es solo el comienzo. “El almacenamiento de energía es un proceso enormemente polivalente”, dice, “me da la oportunidad de soñar con una infinita variedad de soluciones.

 

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