Almacenamiento de energía solar y eólica con aire comprimido

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Los acuíferos de agua salada bajo las aguas británicas podrían servir para almacenamiento de energía estacional de entre 77 y 96 TWh en forma de aire comprimido alimentado con energía renovable, lo que serviría para un periodo de dos meses, según un estudio realizado por la Universidad de Edimburgo.

Una inversión de 16 a 59 millones de dólares en 6.300 a 7.800 de esos pozos en alta mar podría lograr una eficiencia de almacenamiento del 54 al 59%, según los investigadores de Edimburgo, y la electricidad resultante tendría un costo nivelado de 0,42 a 4,71 dólares por kWh.

El grupo universitario escocés admitió que una variación tan amplia en el costo final de la energía dificultaba la evaluación de si el almacenamiento en acuíferos marinos -conocido como almacenamiento de energía por aire comprimido de material poroso (PM CAES)- era económicamente viable, pero describió el proceso como comercialmente maduro en el documento “Inter-seasonal compressed-air energy storage using saline aquifers”, publicado en Nature Energy.

El CAES convencional implica un excedente de energía que produce aire comprimido para ser almacenado bajo tierra. Ese aire produce calor que genera electricidad usando una turbina de gas. Las turbinas de gas CAES producen típicamente alrededor de 228g de emisiones de CO2 por kilovatio hora generado, comparado con 388g/kWh para el equipo de ciclo combinado típicamente utilizado en las centrales eléctricas de gas.

Sitios subterráneos

El investigador de Edimburgo Julien Mouli Castillo dijo que dos de estas instalaciones de cavernas de sal subterráneas están en funcionamiento: ya existe un proyecto de 290 MW desarrollado por la empresa eléctrica E.on en Huntorf, Alemania y un sistema en McIntosh, en el estado estadounidense de Alabama. “La tecnología discutida en mi estudio, sin embargo, utiliza un tipo diferente de almacén geológico, que no tiene plantas comerciales o demostradores en el mundo”, dijo a pv magazine. “Aunque se realizó una prueba de campo en los años 70 en los EE.UU.”.

Castillo y sus colegas quisieron considerar el potencial del uso de los acuíferos marítimos y llegaron a sus cifras utilizando el método “Monte Carlo” de muestreo aleatorio repetido para generar estimaciones numéricas relacionadas con parámetros desconocidos.

El equipo de Edimburgo sugirió que el almacenamiento de aire comprimido en alta mar podría utilizarse en países que tienen un suministro de energía renovable de más del 80% de su electricidad o en naciones con tierra y agua limitadas.

Las regiones densamente pobladas, con una demanda consecuentemente alta de electricidad, también podrían beneficiarse, aunque el grupo de Edimburgo advirtió que la industria tendría que ser regulada, ya que el funcionamiento incorrecto de tales instalaciones podría ver que los repetidos cambios de presión en la roca conducen a fallos mecánicos e incluso al colapso de los pozos. “La integridad de las rocas de sellado que rodean el almacén también debe ser considerada”, declaró el documento.

Deformación

El correcto funcionamiento de las instalaciones de PM CAES daría lugar a la deformación de los lugares de almacenamiento que se espera que se estabilicen con el tiempo, según los investigadores.

Se necesitaría una mayor investigación sobre los impactos ambientales de la tecnología, dijo el equipo de Edimburgo, ya que el calor producido por la generación de aire comprimido podría matar a los organismos en los pozos. La precipitación salina alrededor de los pozos y la estabilidad de los sellos de los depósitos de aire comprimido también se beneficiarían de un mayor estudio, según los académicos.

“Las investigaciones ulteriores deberían centrarse en la identificación de los sitios dentro de los acuíferos identificados aquí, prestando atención al alcance de las reacciones químicas tanto inorgánicas como orgánicas dentro del reservorio, y posiblemente al sello superpuesto”, concluía el documento.