Según la organización Friends of the Earth, el futuro apunta a que casi toda la electricidad procederá de fuentes de energía respetuosas con el clima, como el sol, el viento y las olas. En el Reino Unido, que lideró el paso a la industrialización en el siglo XVIII con la era del vapor y las fábricas, la energía renovable ha aumentado 10 veces desde 2004. Poco menos del 40 % de la electricidad se genera con fuentes de energía renovables en todo el Reino Unido, pero en Escocia esa cifra se aproxima al 90 %. En 2020, el Reino Unido logró una hazaña sorprendente por primera vez en la historia: durante dos meses de ese año el país utilizó exclusivamente energía renovable.
Asimismo, las fuentes de energía renovables también representaron en 2020 el 37,5 % del consumo bruto de electricidad de la UE. Esto supuso un aumento del 34,1 % con respecto al año anterior, y la energía eólica e hidroeléctrica representaron más de dos tercios del total de la electricidad generada a partir de fuentes renovables. En 2020, Suecia lideraba el ranking europeo, con un 60 % de energía procedente de fuentes renovables. Le seguían Finlandia (43,8 %), Letonia (42,1 %) y Austria (36,5 %).
Según EDF, las fuentes de energía renovables generan actualmente el 26 % de la electricidad global y se espera que sea del 30 % en 2024. En junio de 2022, un informe de la Agencia Internacional de la Energía (IEA) afirmaba que la inversión en energía en todo el mundo aumentaría un 8 % en 2022 hasta alcanzar los 2,4 billones de dólares, un aumento que se produciría principalmente en el sector de la energía "ecológica".
Ventajas y desventajas de la energía renovable
Entonces, ¿en qué consiste exactamente la energía renovable? Básicamente, se trata de una energía sostenible. Esta energía es limpia, asequible y fiable, y no puede agotarse nunca, a diferencia de las fuentes no sostenibles como los combustibles fósiles, especialmente el carbón, que fue el combustible de la revolución industrial por excelencia.
Los principales tipos de energía renovable son la solar, la eólica, la hidroeléctrica, la mareomotriz, la geotérmica y la biomasa. Otros tipos son la energía térmica oceánica y el biogás. Según EDF, la cantidad de energía solar que llega a la superficie terrestre en tan solo una hora representa más que las necesidades energéticas totales del planeta durante todo un año. Esto parece la solución ideal. Sin embargo, la cantidad de energía solar que podemos almacenar y utilizar depende en gran medida del clima y de la hora del día, es decir, del rendimiento solar. Cuando hace viento, este es una excelente fuente de energía renovable, y cada vez se están construyendo más parques eólicos. Sin embargo, esto implica la instalación de enormes aerogeneradores que muchas personas consideran una monstruosidad, incluso cuando están situados lejos del mar. Además, muchos expertos advierten sobre la huella de carbono y el coste final de vida útil de los aerogeneradores. Naturalmente, los sistemas de almacenamiento de energía eólica también están limitados por la cantidad de viento que haya en cada momento.
En términos de desarrollo, el recurso energético renovable más avanzado es la energía hidroeléctrica, que implica la construcción de presas o barreras y disponer de un gran depósito para producir un flujo de agua controlado que accione una turbina. La energía hidroeléctrica no depende del clima, pero requiere la creación de grandes estructuras y depósitos considerables.
La energía mareomotriz es similar a la hidroeléctrica, salvo que depende de la naturaleza para producir corrientes de mareas dos veces al día que se utilizan para accionar los generadores de las turbinas. Esto significa que la fuente de energía no es continua, pero al menos es predecible. La energía geotérmica aprovecha el calor natural que se encuentra bajo la superficie terrestre y puede utilizarse para producir electricidad o calentar los hogares. Sin embargo, su disponibilidad no está garantizada, ya que por ejemplo, Islandia genera mucho más de este tipo de energía que el Reino Unido. Por último, la energía de la biomasa consiste en quemar materiales orgánicos para producir electricidad. Este método no se ha adoptado de forma tan generalizada como los demás, pero presenta importantes ventajas en términos medioambientales y de costes generales, ya que convierte los residuos agrícolas, industriales y domésticos en combustible sólido, líquido y gaseoso.
¿Se pueden almacenar las energías ecológicas?
Si bien todas las opciones mencionadas anteriormente tienen sus ventajas e inconvenientes, el almacenamiento de energía renovable ha sido el principal reto para sacar el máximo partido a estas fuentes de energía alternativas. La tecnología de almacenamiento de energía renovable cobrará importancia cuando sea capaz de ofrecer una forma rentable de capturar la energía renovable y liberarla cuando sea necesario.
Soluciones de almacenamiento de energía renovable
Existen básicamente cuatro tipos de soluciones de almacenamiento de energía renovable: almacenamiento de energía hidroeléctrica de bombeo, almacenamiento de energía térmica, almacenamiento de energía mecánica y sistemas de almacenamiento de energía basados en baterías.
Almacenamiento de energía hidroeléctrica de bombeo
Esta solución consiste en bombear agua hacia arriba, mantenerla en un depósito y liberarla mediante turbinas. Según el informe sobre energías renovables de la IEA, más del 50 % de la nueva capacidad hidroeléctrica de Europa en 2025 procederá del almacenamiento por bombeo, especialmente en Suiza, Portugal y Austria. Lo mismo ocurrirá en China en algún momento entre 2023 y 2025.
Ilustración: almacenamiento de energía hidroeléctrica de bombeo
Almacenamiento de energía térmica
Este tipo consiste en almacenar el excedente de energía, normalmente procedente de fuentes renovables o de calor residual, para utilizarlo posteriormente. El agua, la arena y las rocas pueden almacenar energía térmica y la Agencia Internacional de las Energías Renovables calcula que el almacenamiento de energía térmica podría alcanzar los 800 gigavatios/hora (GWh) de capacidad instalada en 2030.
Ilustración: almacenamiento de energía térmica
Almacenamiento de energía mecánica
Este sistema utiliza la gravedad o el movimiento (como un volante) para almacenar electricidad. El almacenamiento de energía mecánica también puede incluir el almacenamiento de energía de aire comprimido o de gas, que se calienta y expande mediante una turbina.
Ilustración: almacenamiento de energía mecánica
Almacenamiento de energía basado en baterías
En general, se reconoce que la forma más eficiente de almacenar y suministrar energía procedente de fuentes renovables es a través de sistemas de almacenamiento de energía renovable basados en baterías. Cuanto más espacio para almacenar la energía renovable haya en las baterías, menos se requerirá el uso de fuentes de energía convencionales del pasado.
Ilustración: sistemas de almacenamiento de energía basados en baterías
Baterías de iones de litio para el almacenamiento de energía renovable
Sistema de almacenamiento de energía ZBC de Atlas Copco que almacena energía solar
El uso de baterías de iones de litio para el almacenamiento de energía renovable ofrece a los usuarios un suministro de energía superior combinado con niveles inigualables de sostenibilidad, flexibilidad y facilidad de uso. Con dos modos de funcionamiento (independiente o híbrido) cuando se utilizan con un generador, los sistemas de almacenamiento de energía basados en baterías de iones de litio, como las unidades ZBP y ZBC de Atlas Copco, permiten hacer frente a diferentes niveles de demanda de energía. De este modo, se mantienen los costes operativos bajos y se reduce el coste total de propiedad (TCO). Al combinarse con una fuente de energía renovable, como las mencionadas anteriormente, estas soluciones de almacenamiento de energía renovable pueden ser realmente sostenibles al 100 %.
Los sistemas de almacenamiento de energía de Atlas Copco ofrecen un funcionamiento silencioso y un mantenimiento mínimo, lo que los convierte en una solución idónea para instalaciones de telecomunicaciones en ubicaciones remotas o en obras de zonas metropolitanas. Funcionan como sistemas de almacenamiento híbridos y son perfectos para equilibrar los picos de demanda y las cargas bajas. Estos sistemas de almacenamiento de energía renovable permiten a los usuarios reducir el consumo de combustible y las emisiones de gases de efecto invernadero al almacenar entre 46 kWh y 535 kWh de energía renovable y proporcionar más de 12 horas de energía con una sola carga.
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Otras tecnologías de baterías para el almacenamiento de energía renovable
Los sistemas más eficientes que utilizan el almacenamiento de baterías para la energía renovable se basan en baterías recargables de iones de litio. Estas baterías, ligeras pero de alta densidad, se han convertido en la opción preferida por muchas razones, entre ellas la capacidad de una batería de iones de litio de 1 kg para almacenar 150 vatios hora por kilo (Wh/kg). Una batería de níquel-hidruro metálico (NiMH) suele almacenar entre 60 y 70 Wh/kg y una batería de plomo-ácido de 6 kg solo puede almacenar unos 25 Wh/kg.
Si comparamos las baterías de iones de litio con las de plomo-ácido, la primera tecnología tiene una mayor vida útil y un mejor rendimiento para cargas imprevisibles y variables que están sometidas a altas temperaturas. El rendimiento de las baterías de níquel-hidruro metálico a lo largo del tiempo y sometidas a altas temperaturas es mejor que el de las baterías de plomo-ácido, pero sigue siendo más bajo que el que pueden ofrecer las baterías de iones de litio.
