Las baterías de arena pueden romper con el gran reto de las energías renovables, y Finlandia está probando la primera
En países con clima invernal severo, como los europeos, el calentamiento de agua y los sistemas de calefacción son una necesidad y representan un gran consumo de energía y una fuente de emisiones de gases de efecto invernadero, especialmente cuando se utiliza gas para generar calor.
La lucha contra el cambio climático y la guerra de Ucrania, que amenaza el suministro de gas ruso a Europa, han hecho aún más urgente soluciones para la calefacción con fuentes de energía renovables. Y dos empresas finlandesas trajeron una tecnología capaz de ayudar en este sentido.
Polar Night Energy y Vatajankoski construyeron la primera batería de arena en funcionamiento del mundo, capaz de almacenar el calor generado por fuentes solares y eólicas, a bajo coste y generando bajas emisiones de gases de efecto invernadero.
La batería está en funcionamiento en una planta de energía en la ciudad de Kankaanpää, Finlandia, y está conectada a la red de calefacción local, sirviendo a unas 10.000 personas.
Según Polar Night Energy , la empresa que desarrolló la batería, la tecnología ayuda a resolver uno de los obstáculos para el uso de energías renovables: la necesidad de almacenar energía generada por fuentes limpias, durante períodos sin sol o sin viento. Esta necesidad es especialmente importante en invierno, cuando la gente de los países fríos depende de la calefacción.
Según el cofundador y director de tecnología de Polar Night Energy, Markku Ylönen, las baterías de litio utilizadas en los vehículos no son soluciones viables para la alta demanda de sistemas de calefacción. “Si estamos hablando de gigavatios-hora o teravatios-hora de exceso de electricidad, no es técnicamente factible tratar de cubrir eso con baterías de litio que tendrían costos enormes”, explica.
“Incluso si extrajéramos todo el litio del mundo, no podríamos construir baterías lo suficientemente grandes como para acomodar todas las fluctuaciones en la producción de energía renovable”, agregó Ylönen.
La batería de arena, por otro lado, es capaz de almacenar calor durante semanas o incluso meses, según la empresa. El equipo convierte la electricidad generada a partir de fuentes renovables en calor que se captura del aire calentado a la arena, utilizando una versión industrial de un calentador de resistencia.
La arena puede alcanzar temperaturas de 500ºC y mantener esta temperatura durante meses, dentro de un tanque de acero. Para aprovechar este calor se realiza el proceso inverso, calentando la arena el aire o el agua de las viviendas o establecimientos comerciales.
Además del uso de energía limpia y la baja emisión de gases de efecto invernadero, otra ventaja es el reducido costo de la tecnología, ya que la arena es un material relativamente barato y accesible. Según Ylönen, el mayor gasto del sistema es el equipamiento y la construcción del tanque de almacenamiento.
Como la arena no necesita ser la misma que se usa en la producción de hormigón y vidrio, más fina y de mejor calidad, todavía existe la posibilidad de reutilizar la arena desechada en la construcción civil o incluso “materiales similares a la arena”, según Polar Night. Energía.
La batería que se utiliza en Kankaanpää tiene cuatro metros de diámetro, siete metros de altura y contiene 100 toneladas de arena, pero la empresa ya planea construir baterías más grandes, de hasta 20 metros de diámetro y 10 metros de altura.
Esto le daría a la nueva batería una capacidad de almacenamiento de un gigavatio-hora, el equivalente a un millón de kilovatios-hora (kWh). Para que te hagas una idea, se estima que un hogar en el Reino Unido utiliza una media de 1.000 kWh de gas y 240 kWh de electricidad al mes. Otra posibilidad para el futuro es utilizar varias baterías de arena de tamaño estandarizado para atender a la población de las ciudades más grandes.
Es importante destacar que, con esta tecnología, la batería de arena se usa solo para proporcionar calor y no electricidad, lo que requeriría un proceso de conversión más complejo.
Pero Ylönen señala que satisfacer las necesidades de calentamiento global es un gran paso hacia la lucha contra el cambio climático. “El sector de la calefacción es algo así como un cuarto o un tercio de las emisiones mundiales”, dijo Ylönen.
Teniendo en cuenta que con la capacidad de almacenar en torno a los 500ºC durante largos periodos, la batería de arena también podrá ser utilizada en procesos industriales en el futuro.
