El almacenamiento por flotabilidad, la novedosa tecnología perfecta para la eólica marina que es más barata que las baterías tradicionales

Un nuevo estudio dirigido por el Instituto Internacional de Análisis de Sistemas Aplicados (IIASA) explora el potencial de un sistema de almacenamiento de energía sostenible menos conocido, pero prometedor, llamado Buoyancy Energy Storage o almacenamiento de energía por flotabilidad.

Existe un consenso general de que las fuentes de energía renovables desempeñarán un papel importante para garantizar un futuro más saludable y sostenible para el planeta, y muchos países ya están viendo que estas tecnologías están desplazando a los combustibles fósiles en el sector energético en un esfuerzo para reducir las emisiones. Sin embargo, el mayor problema con las fuentes de energía renovable es que el suministro de energía es intermitente, lo que significa que la producción de energía en un momento dado no necesariamente satisface la demanda en ese momento.

El equilibrio entre la oferta y la demanda de energía es un requisito previo para cualquier sistema energético estable. En el caso del suministro intermitente de energía renovable, las formas confiables y eficientes de almacenar energía serán cruciales para garantizar la adopción exitosa de estas tecnologías. En su último artículo publicado en la revista Energy Storage , el investigador de IIASA Julian Hunt y sus colegas exploraron uno de los sistemas de almacenamiento de energía sostenible menos conocidos, pero prometedores: la tecnología de almacenamiento de energía de flotabilidad.

“La tecnología de almacenamiento de energía de flotabilidad (BEST) puede ser particularmente útil para almacenar energía intermitente de plantas de energía eólica marina, especialmente en regiones costeras e islas pequeñas. Como beneficio adicional, la misma tecnología se puede utilizar para comprimir hidrógeno y transportarlo bajo el agua”, explica Hunt.

El concepto detrás del almacenamiento de energía de flotabilidad se basa en la tecnología bien establecida de los sistemas de almacenamiento de energía por bombeo. El sistema generalmente consiste en plataformas flotantes ubicadas cerca de parques eólicos marinos y utiliza un motor / generador eléctrico para almacenar energía bajando un recipiente de gas comprimido, generalmente una serie de globos o tanques, en lugares con fondos marinos profundos y generando electricidad al permitir al recipiente de gas comprimido subir a través del agua. Es algo parecido a lo que sucede cuando cogemos un balón de playa y lo sumergimos bajo el agua, que lluego sale disparado hacia arriba.

Hunt y sus colegas, sin embargo, proponen nuevos componentes para la construcción de un sistema BEST, como la introducción de una serie de tuberías de plástico de polietileno de alta densidad (HDPE) dispuestas verticalmente para formar un cubo, junto con un sistema de anclaje conectado al fondo del mar.

Menor costo que las baterías tradicionales

El equipo realizó una serie de simulaciones para probar sus enmiendas al sistema y determinar el potencial de almacenamiento de energía a diferentes profundidades oceánicas. Sus resultados indican que cuanto más profundo es el sistema, menos varía el volumen de gases de compresión con la profundidad y más energía almacena el sistema. Sin embargo, los investigadores también señalan que instalar el sistema a una mayor profundidad inevitablemente tiene un costo más alto. Dicho esto, el costo de usar un sistema BEST para almacenar energía aún resultó ser más bajo por megavatio hora (MWh) en comparación con el costo de usar sistemas de baterías convencionales.

“Si bien el costo de las baterías hoy en día es de alrededor de 150 $/MWh, el costo de BEST es de solo 50 $/MWh a  100 $/MWh. Dado que el costo de la capacidad instalada de las baterías es menor que en los sistemas BEST (entre 4 y 8 millones de dólares estadounidenses por megavatio), los sistemas BEST y de batería se podrían operar en conjunto para proporcionar almacenamiento de energía para una ciudad costera o para un parque de eólica marina. También es importante tener en cuenta que el costo de los sistemas BEST se puede reducir significativamente si se realiza una inversión sustancial en la tecnología”, dice Hunt.

Aplicar para hidrógeno

Otra área importante en la que se pueden aplicar los sistemas BEST es la compresión de hidrógeno para su almacenamiento y transporte. Los esfuerzos para descarbonizar la economía global han puesto un énfasis renovado en los beneficios de una futura economía del hidrógeno. Uno de los principales desafíos para la economía del hidrógeno son los costos involucrados en comprimir y transportar el hidrógeno.

Según los investigadores, los costes de inversión asociados con la compresión de hidrógeno utilizando sistemas BEST son alrededor de 30 veces más bajos que con compresores convencionales, y el proceso involucrado tendría el beneficio adicional de reducir significativamente el consumo de energía en compresión. Una vez que el hidrógeno se comprime bajo el agua, se puede contener en un tanque de presión y llevarlo a la superficie, o se puede transportar a otros continentes en tuberías submarinas grandes y profundas parcialmente llenas de arena. La arena contribuirá a disminuir la capacidad de flotación del oleoducto para que permanezca a la profundidad diseñada y pueda fijarse al fondo del océano con anclas.

“Tales tuberías llenas de hidrógeno y arena combinadas con los sistemas BEST tienen el potencial de convertirse en la columna vertebral que sustenta la futura economía del hidrógeno, conectando todos los continentes”, concluye Hunt.