Convierten los rascacielos en enormes baterías

Con la rápida reducción de los costos de generación de energía renovable, como la energía eólica y solar, existe una necesidad creciente de tecnologías de almacenamiento de energía para garantizar que el suministro y la demanda de electricidad estén equilibrados adecuadamente.

Los investigadores de IIASA han ideado un nuevo concepto de almacenamiento de energía que podría convertir edificios altos en baterías para mejorar la calidad de la energía en entornos urbanos.

La capacidad mundial para generar electricidad a partir de paneles solares, turbinas eólicas y otras tecnologías renovables ha aumentado constantemente durante los últimos años, y se espera que la capacidad global de electricidad renovable aumente aún más en más del 60% desde los niveles de 2020 para 2026.

Esto es equivalente a la capacidad de energía global total actual de los combustibles fósiles y la energía nuclear combinadas. Según la Agencia Internacional de Energía, las energías renovables de hecho representarán casi el 95 % del aumento de la capacidad energética mundial hasta 2026, y la energía solar fotovoltaica por sí sola proporcionará más de la mitad.

Sin embargo, la transición a una sociedad con bajas o cero emisiones de carbono requiere soluciones innovadoras y una forma diferente de almacenar y consumir energía que los sistemas de energía tradicionales.

Almacenamiento gravitacional

En su estudio publicado en la revista Energy , los investigadores de IIASA proponen una nueva solución de almacenamiento gravitacional que utiliza ascensores y apartamentos vacíos en edificios altos para almacenar energía.

Esta idea original, que los autores denominan tecnología de almacenamiento de energía en ascensores (LEST, por sus siglas en inglés), almacena energía levantando contenedores de arena húmeda u otros materiales de alta densidad, que se transportan de forma remota dentro y fuera de un ascensor con dispositivos de remolque autónomos.

LEST es una opción interesante, porque los ascensores ya están instalados en edificios de gran altura, lo que significa que no hay necesidad de inversión adicional u ocupación de espacio, sino que se utiliza lo que ya existe de una manera diferente para crear valor adicional para la red eléctrica y el propietario del edificio.

“Siempre me han fascinado los temas relacionados con la energía potencial, en otras palabras, la generación de energía con cambios de altitud, como la energía hidroeléctrica, el almacenamiento por bombeo, la flotabilidad y el almacenamiento de energía por gravedad. El concepto de almacenamiento de energía por gravedad también ha recibido recientemente una atención significativa en la comunidad científica y las empresas emergentes. El concepto de LEST se me ocurrió después de haber pasado una cantidad considerable de tiempo subiendo y bajando en un ascensor desde que me mudé recientemente a un apartamento en el piso 14”, explica el autor principal, Julian Hunt, investigador del Grupo de Investigación de Sistemas de Servicios Sostenibles de IIASA. .

Según los autores, el principal desafío para hacer viable una solución de almacenamiento de energía por gravedad es el costo de la capacidad de energía. El beneficio más importante de LEST es que la capacidad de potencia ya está instalada en ascensores con sistemas de frenado regenerativo.

Hay más de 18 millones de ascensores en funcionamiento en todo el mundo, y muchos de ellos pasan una cantidad significativa de tiempo parados. La idea es que cuando los ascensores no se utilicen para el transporte de personas, se pueda utilizar para almacenar o generar electricidad.

Espacios

Al igual que con cualquier sistema nuevo, todavía hay algunos detalles que deben perfeccionarse antes de poder implementar el sistema. Esto incluye encontrar espacio para almacenar los pesos en los que se basa el sistema en la parte superior del edificio cuando el sistema está completamente cargado y en la parte inferior del edificio cuando el sistema está descargado.

Pisos vacíos o pasillos podrían ser opciones viables en este sentido. Otra consideración es la capacidad portante del techo de los edificios existentes donde está instalado el sistema, es decir, la masa total en kilogramos por metro cuadrado que el techo puede soportar sin derrumbarse. Sin embargo, ser capaz de almacenar energía donde se consume principalmente electricidad, como en las ciudades, beneficiará enormemente a la red de energía y LEST puede proporcionar servicios auxiliares asequibles y descentralizados.

“Las tecnologías de almacenamiento flexibles y respetuosas con el medio ambiente como LEST están destinadas a ser cada vez más valiosas para la sociedad en un futuro en el que una gran parte de su electricidad provenga de energías renovables. Por lo tanto, los legisladores y los reguladores del sistema eléctrico deben adoptar estrategias para incentivar a los usuarios finales, en este caso, edificios de gran altura, a compartir sus recursos de almacenamiento distribuido, como LEST, con la red central. La utilización coordinada de dichos recursos distribuidos alivia la necesidad de invertir en sistemas de almacenamiento central a gran escala”, concluye el coautor del estudio Behnam Zakeri, investigador del Grupo de Investigación de Evaluación Integrada y Cambio Climático de IIASA.