Emmagatzemar l’energia: el gran repte de les renovables

Per què tenim embassaments? Perquè no sempre plou quan necessitem aigua, oi? En canvi, deixant de banda les centrals hidroelèctriques de bombament, no tenim cap sistema semblant per a l’electricitat. Com emmagatzemar l’energia generada? Aquest és el principal problema al qual s’encaren les energies renovables, la clau que permetrà acabar amb la variabilitat en la generació, facilitar la penetració massiva de les renovables al mix elèctric i complir amb els acords del clima signats a París.

L’evolució de sistemes d’emmagatzemament o acumulació d’energia elèctrica a gran escala és una de les tres àrees clau per avançar cap a la transició energètica que les economies avançades del món busquen en l’actual context post acords COP21, juntament amb la descentralització de la producció i l’electrificació del transport.

Com emmagatzemar l’impossible?

El repte de l’emmagatzemament és augmentar la flexibilitat de gestió i la uniformitat del flux energètic, i així reduir la variabilitat que sovint caracteritza les tecnologies renovables no programables i amb corbes de producció no sincronitzades amb la demanda, com és el cas de l’eòlica. Però, com emmagatzemar l’impossible?

L’electricitat no es pot emmagatzemar, per tal de fer-ho s’ha de transformar en un altre tipus d’energia, com ara la mecànica (bombament d’aigua), química (bateries, pila de combustible d’hidrogen) o electromagnètica (supercondensadors).

Els sistemes d’emmagatzemament més establerts en l’actualitat són els mecànics. En el de bombament d’aigua a quotes més elevades a les centrals hidroelèctriques de bombament, l’aigua puja fins a més alçada quan hi ha sobreproducció, i es fa servir per produir electricitat quan hi ha un augment de la demanda. Aquesta és una tecnologia madura d’emmagatzematge d’electricitat.

En el sistema de compressió d’aire, oCAES (Compressed Air Energy Storage), l’aire s’emmagatzema a alta pressió en dipòsits subterranis durant les hores de baixa demanda, i en hora punta s’expandeix i activa un turbo generador. Un altra manera semblant és comprimir gas a alta pressió fins liquar-lo, per recuperar l’electricitat es converteix el gas liquat en gas a alta pressió, aquest mou una turbina i es recupera la electricitat.

Una altra forma d’emmagatzemar electricitat com a energia química consisteix en utilitzar hidrogen molecular (H2). Es pot produir utilitzant electricitat per trencar molècules d’aigua (H2O) amb un electrolitzador. Per recuperar l’electricitat emmagatzemada així, cal un motor, una turbina o una pila de combustible, que transformen directament l’hidrogen en aigua i generen electricitat en el procés.

Bateries i supercondensadors, liderant el futur

Però els sistemes emergents que, a mesura que se’n redueix el cost, estan liderant el mercat són l’acumulació d’energia en bateries, i els supercondensadors, basats en l’aplicació d’una diferència de potencial entre dos conductors separats per un aïllant elèctric. D’entre tots els tipus de bateries, potser la que ha estat més desenvolupada en les darreres dècades per a l’emmagatzemament d’energia en xarxes elèctriques és la Bateria Redox de Vanadi, que ja ha estat utilitzada i comercialitzada en aplicacions diverses, entre elles la integració amb instal·lacions d’energies renovables. En els últims anys s’han produït millores diverses, com ara l’aparició de la tecnologia HydraRedox, que ha superat les limitacions de la tecnologia Redox de Vanadi convencional en la qual es basa.

De fet, a la Cimera d’Emmagatzemament d’Energia celebrada a París a principis de febrer, representants de la indústria van assegurar que el 2016 marcarà un abans i un després en les tecnologies d’emmagatzemament.

Bancs de bateries

L’utilització d’instal·lacions de bateries per estabilitzar sistemes elèctrics aprofitant els excedents generats per les renovables és una de les opcions que actualment genera més interès en el debat.

Recentment, s’ha iniciat la construcció, a l’illa Graciosa, a l’arxipèlag portuguès de les Açores, de la  instal·lació elèctrica amb bateries intel·ligents promoguda per l’empresa Younicos, capaç d’aprofitar el 100% de l’energia generada pel sistema eòlic-fotovoltaic de l’illa. «És el primer cop que un sistema energètic d’escala megawat serà estabilitzat només amb bateries, sense l’assistència de generadors tèrmics», assegura Anil Srivastava, president executiu de Leclanché, l’empresa responsable del subministrament de bateries.

Si tot va bé, la instal·lació farà possible substituir fins a dos terços de l’electricitat d’origen fòssil que s’utilitza actualment a l’illa Graciosa, i permetrà gestionar les fluctuacions de les renovables locals fins el punt d’aconseguir l’autoabastiment de l’illa, que només hauria de recórrer a l’electricitat fòssil quan una meteorologia desfavorable es prolongués en el temps.

Mentrestant, a Escòcia, un altre sistema pioner d’emmagatzematge amb bateries s’està posant a prova al primer parc eòlic sobre l’aigua, el parc pilot Hywind.

 La innovació necessària

Gran part de la investigació i el desenvolupament en el sector de les energies renovables se centra en millorar les tecnologies de l’emmagatzemament energètic.

Dintre de la Unió Europea, diversos projectes treballen per encoratjar la innovació que permeti avançar cap a l’acumulació massiva d’energia. Per exemple, la Comissió Europea, dintre del projecte stoRE, té per objectiu fomentar el desenvolupament d’una infraestructura d’emmagatzemament mitjançant l’estudi del mercat regulatori de l’electricitat a Europa, amb focus en sis països d’alt potencial de millora entre els quals es troba Espanya. L’objectiu final és solucionar els problemes d’operativitat que experimenten les renovables en l’actualitat.

En els propers anys, un altre projecte europeu anomenat Grid+Storage identificarà accions enfocades a la integració de l’emmagatzemament energètic en xarxes de distribució per fer-les més flexibles i eficients.

‘Emmagatzematge’, doncs, és la paraula màgica que facilitarà el salt cap a l’economia descarbonitzada. És clau per a les renovables, però no només això. El seu desenvolupament és capital també per a la generació d’energia convencional, ja que permetrà el desenvolupament de xarxes elèctriques intel·ligents, que separin la generació del consum per aconseguir un sistema més flexible, eficient i segur, en el qual hi hagi lloc per a la generació distribuïda i les microxarxes.

0 replies

Leave a Reply

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà Els camps necessaris estan marcats amb *