La generación de electricidad a partir del uso de energías renovables como el viento y el sol enfrenta el desafío de su intermitencia. Cuáles son las diversas tecnologías de acumulación que podrían otorgarle estabilidad a estas fuentes. El rol que juega el litio y la oportunidad de la Argentina en este sector.
El uso de las fuentes de energías renovables, como el viento y el sol, ha crecido en el mundo en gran parte impulsado por la necesidad de reducir los gases de efecto invernadero. Sin embargo, uno de los problemas que plantea la generación de energía a partir de estos recursos es su intermitencia, ya sea porque el viento puede dejar de soplar en cualquier momento o porque el sol se oculta durante la noche. Por eso es que suele recurrirse a fuentes más estables, como centrales termoeléctricas, que funcionan en reserva para ser conectadas a la red en el momento de pérdida de potencia y así poder mantener la inercia del sistema eléctrico. Pero el problema es que estas centrales usan hidrocarburos, con lo que se siguen emitiendo gases hacia la atmósfera. Una serie de tecnologías que buscan mejorar las capacidades de acumulación de energía podrían sustituir esas pérdidas de potencia a décimas de segundo.
“En la Argentina, tenemos mucho para desarrollar en el tema de almacenamiento. Tenemos sistemas de bombeo para centrales hidroeléctricas, pero funcionando en modos reversibles. Son centrales de almacenamiento de grandes cantidades de energía”, le dijo a TSS el investigador del CONICET y vicedirector del Instituto de Energía Eléctrica de la Universidad Nacional de San Juan (UNSJ), Marcelo Molina. Este sistema es el más económico para almacenar energía en la actualidad y se requiere que haya un embalse en un nivel inferior al embalse principal de la central hidroeléctrica. En las horas de menor demanda de energía, el agua es bombeada del embalse inferior al embalse superior y, posteriormente, en las horas de mayor demanda el agua vuelve a bajar por las turbinas para generar electricidad.
Uno de los problemas que plantea la generación de energía a partir de los recursos renovables como el viento y el sol es su intermitencia, ya sea porque el viento puede dejar de soplar en cualquier momento o porque el sol se oculta durante la noche. Por eso es que suele recurrirse a fuentes más estables como las centrales termoeléctricas (foto).
La tecnología superior para este sistema son las centrales de bombeo que permiten variar la generación de energía que ofrece cada turbina, pero siempre manteniendo la velocidad óptima de giro. Para esto es necesario agregar electrónica de potencia y así es posible ahorrar agua, es decir, energía potencial, cuando se necesita producir menos energía.
Molina, que fue invitado por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE, en inglés) a escribir un capítulo de un libro sobre acumuladores en redes eléctricas, dijo que “el boom de las energías renovables ha estado muy limitado porque el sistema eléctrico no puede permitir un gran porcentaje de generación, por el problema de la variabilidad y porque es difícil predecir su flujo. Como solución, las baterías de litio se están posicionando como una de las opciones preferidas por la caída en los costos de instalación, que es enorme en los últimos años, y a partir de eso se está dando la posibilidad de usarlas para bancos muy grandes de reserva de energía”. La tecnología usada en este tipo de acumuladores es similar a la que usan las baterías para dispositivos electrónicos como celulares y notebooks, que son las de iones de litio, aunque también hay otras que usan polímeros de litio, más eficientes y con menos problemas para una descarga rápida sin el riesgo de que exploten.
Molina ejemplifica este cambio de escenario con el caso del fabricante chino de colectivos eléctricos BYD: “Ya han instalado un millón de buses eléctricos en todo el mundo y esperan instalar 800.000 más en pocos años. El cambio de escala que ha planteado esto en el mercado ha permitido bajar mucho los costos de estas baterías, que también se pueden usar para almacenar energía en redes eléctricas inteligentes”. Y agregó: La ventaja que tiene el uso de estas baterías es que es el acceso a la potencia es instantáneo y su rendimiento ya llega a seis o siete horas”.
“Las baterías de litio se están posicionando como una de las opciones preferidas por la caída en los costos de instalación, que es enorme en los últimos años, y a partir de eso se está dando la posibilidad de usarlas para bancos muy grandes de reserva de energía”, dice Molina.
Otro tipo de baterías que se usan para los sistemas eléctricos de potencia son las baterías de flujo redox. Se trata de baterías en las que el electrolito se acumula en tanques externos y, cuando se necesita generar energía, se inyecta el electrolito en la celda y se produce una reacción de oxidación que entrega la energía. Estas baterías logran independizar la potencia de la cantidad de energía y se puede acumular en muchos reservorios externos. Las más utilizadas actualmente son las de vanadio, pero también las hay de bromuro.
“Otra tecnología que se está usando es la de las baterías de sodio-sulfuro, que trabajan con un reacción a muy alta temperatura, a 350 grados centígrados y que está dando muy buenos resultados para los sistemas eléctricos”, dijo Molina.
Se trata de un mercado en ascenso. Tesla, la compañía automotriz estadounidense, está produciendo acumuladores con baterías de litio paro uso hogareño. En países como Alemania se está exigiendo que a partir cierta potencia de generación fotovoltaica instalada se acompañe con un mínimo de capacidad de almacenamiento con baterías.
La Argentina es parte de lo que se conoce como el triángulo del litio junto con Chile y Bolivia, donde se concentra el 70% del litio del mundo, por lo que el uso masivo de acumuladores de este metal plantea una oportunidad para el país. “Para mí hay que apuntar al litio como una oportunidad para el desarrollo. Tenemos el mineral y gente especializada en materiales, tanto en la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) como en muchos centros de investigación”, consideró Molina.
Fuente: Agencia TSS – Por Matías Alonso