Baterías gigantes
Sabemos que la cantidad de energía solar que alcanza a nuestro planeta es miles de veces mayor que la que requerimos para satisfacer nuestras necesidades a nivel global. Sabemos también que el concurso de esta energía es esencial para combatir el cambio climático y que contamos con la tecnología necesaria para capturarla y convertirla en energía eléctrica. Así, la energía del Sol resulta abundante, inagotable, barata, relativamente no contaminante y aprovechable. El Sol, sin embargo, tiene también un defecto que le ha impedido convertirse en nuestra principal fuente de energía: brilla solamente durante el día.
Para obtener energía eléctrica sin interrupciones podríamos usar paneles solares en combinación con algún sistema de almacenamiento de energía. Los paneles capturarían la energía del Sol durante el día, y almacenarían la porción no usada para las horas sin luz solar. Desafortunadamente, esto es más fácil decirlo que hacerlo, de modo tal que la energía solar no ha tenido un uso tan amplio como hubiera sido deseable.
¿Cómo podría almacenarse la energía capturada por los paneles solares? La primera opción que quizá nos viene a la cabeza es un banco de baterías, tan grande como fuera necesario. Una batería es sin duda la opción adecuada para, por ejemplo, impulsar un automóvil eléctrico. Para un almacenamiento masivo de energía, sin embargo, podríamos considerar otra opción, a saber, el uso de la fuerza de gravitación de la Tierra. En este sentido, imaginemos dos estanques de agua colocados a diferentes alturas y una bomba accionada por la electricidad proporcionada por paneles solares, que eleva el agua desde el estanque inferior al superior. El agua en su posición elevada adquiere energía en forma de energía gravitatoria, actuando como una batería gigante. Para recuperar la energía almacenada, el agua es enviada de regreso al estanque inferior a través de una turbina, que a su vez acciona un generador de electricidad, tal como sucede en una planta hidroeléctrica convencional.
La técnica para almacenar energía empleando la fuerza de gravitación de la Tierra no es nueva, y de hecho, fue empleada por primera vez en Europa hace ya más de un siglo. En la actualidad, sin embargo, ha crecido el interés en usarla como un medio para almacenar la energía del Sol o del viento. Así, la capacidad instalada a nivel global de plantas hidroeléctricas que emplean bombeo de agua es equivalente a más de cien veces la capacidad de la planta nucleoeléctrica de Laguna Verde, en el estado de Veracruz.
En el contexto del combate al cambio climático es importante preguntarse sobre el impacto que las plantas hidroeléctricas con bombeo de agua tienen en cuanto a la generación de gases de invernadero, y habría que considerar que la construcción de la planta misma con sus dos estanques de agua y su posterior mantenimiento implica la emisión de una cierta cantidad de contaminantes atmosféricos. En este sentido, un artículo aparecido esta semana en la revista “Enviromental Science and Technology” hace una evaluación de dichas emisiones y las compara con las emisiones características de otros medios de almacenamiento de energía, incluyendo el aire comprimido y tres clases de baterías. El artículo fue publicado por un grupo de investigadores encabezados por Timothy Simon del Laboratorio Nacional de Energías Renovables, en Golden, Colorado.
Como resultado de su trabajo, Simon y colaboradores concluyen que el almacenamiento de energía empleando la fuerza gravitatoria de la Tierra es el medio que emite menos contaminantes atmosféricos entre todos los medios estudiados. Para hacer su evaluación, los investigadores consideraron todos los gases de invernadero que se generan durante la construcción de los dos estanques y los sistemas de bombeo y generación de electricidad. Asumen que la planta tendría una vida útil de 80 años, y que tendría que darse un mantenimiento a los 40 años. En contraste, no consideran los gastos de desmantelamiento al final de su vida útil.
A nivel global, se estima que existen unos 600,000 sitios potenciales para instalar una planta hidroeléctrica con bombeo de agua. En estas circunstancias, las necesidades de electricidad del mundo podrían ser cubiertas -sin interrupciones- enteramente por medio de grandes extensiones de paneles solares y de baterías gigantes que funcionan con la fuerza gravitacional de la Tierra. Esquema que, además, contribuirá a mitigar el cambio climático.
