Minas abandonadas convertidas en baterías para suministrar electricidad a todo el planeta

Si convertimos las plantas de carbón abandonadas de todo el mundo en gigantes baterías de gravedad podríamos suministrar energía a todo el planeta. Esta es la ambiciosa propuesta de los investigadores del Instituto Internacional de Análisis de Sistemas Aplicados (IIASA), en Suiza.

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La fuerte inversión en energías renovables —se estima que en 2026 la capacidad de estas formas de energía aumentará en un 60% con respecto a 2020— también conlleva encontrar nuevas soluciones que nos ayuden a asegurar un suministro constante. Aquí ya hemos visto numerosas propuestas de almacenamiento que prometen terminar con los problemas de intermitencia de las energías eólica y solar. La última llega de un estudio realizado por los investigadores del IIASA y se llama Almacenamiento Subterráneo de Energía por Gravedad (UGES).

UGES aprovecha la infraestructura de las plantas de carbón abandonadas para convertirlas en baterías gigantes capaces de almacenar energía suficiente como para alimentar a todo el planeta. La gran ventaja de este sistema, además de su gran tamaño, es que no pierde capacidad de almacenamiento con el tiempo.

"Cuando una mina cierra, despide a miles de trabajadores. Esto es devastador para las comunidades que sólo dependen de la mina para su rendimiento económico. El UGES crearía unos cuantos puestos de trabajo, ya que la mina prestaría servicios de almacenamiento de energía tras el cese de su actividad", afirma Julian Hunt, investigador del Programa de Energía, Clima y Medio Ambiente del IIASA y autor principal del estudio. "Las plantas ya cuentan con la infraestructura básica y están conectadas a la red eléctrica, lo que reduce significativamente el coste y facilita la implantación de plantas UGES".

Cómo funciona

El sistema, dicen sus creadores, genera electricidad cuando la demanda de energía es más alta. Esto lo consigue haciendo descender un material pesado como la arena a la mina subterránea y convirtiendo su energía potencial en electricidad mediante un sistema de frenado regenerativo. Cuando la energía es más barata, se vuelve a elevar la arena a un depósito superior utilizando motores eléctricos para volver a recargar la batería.

Los componentes principales para hacer funcionar el sistema son el pozo, el motor-generador, los depósitos superior e inferior y el equipo de extracción

El equipo asegura que los componentes principales para hacer funcionar el sistema son el pozo, el motor-generador, los depósitos superior e inferior y el equipo de extracción. Cuanto más profundo y ancho sea el pozo, dicen, más energía podrá extraerse de la planta. Y cuanto más grande sea la mina, mayor será su capacidad de almacenamiento de energía.

Las UGES, dicen los autores del estudio, tienen un coste de inversión de entre 1 y 10 dólares por kilovatio hora, mientras que los costes de capacidad energética están en 2.000 dólares el kilovatio. Los investigadores estiman que esta tecnología tiene un potencial mundial de 7 a 70 teravatios-hora, concentrado fundamentalmente en China, India, Rusia y Estados Unidos. La última medición de la Asociación Internacional de la Energía data de 2020 y dice que el consumo mundial de energía ascendió a 24.901,4 teravatios-hora, el equivalente a unos 68 teravatios-hora al día.

De las plantas de carbón a los rascacielos

Los mismos investigadores ya propusieron una tecnología similar que en lugar de usar el desnivel de las minas subterráneas emplea la altura de los rascacielos de las ciudades. El sistema lleva el nombre de LEST (Sistema de almacenamiento de energía por elevación) y se puede aplicar en edificios existentes que en muchos casos ya cuentan con ascensores con sistemas de frenado regenerativo. Según cuentan en su estudio, publicado en la revista Energy, hay más de 18 millones de ascensores en funcionamiento en todo el mundo que pasan mucho tiempo parados. Estos ascensores cuando no se utilizan para transportar personas pueden utilizarse para almacenar o generar electricidad.

El equipo sostiene que la gran ventaja del LEST es que la capacidad energética ya está instalada en este tipo de ascensores, mientras que otros sistemas de almacenamiento de energía por gravedad tienen que crearla. Además, dicen que los nuevos ascensores inteligentes con motores de engranaje síncrono de imanes permanentes pueden funcionar con eficiencias cercanas al 92% cuando están completamente cargados. Y también permiten configurar la velocidad de descenso óptima para la generación de energía.

En su estudio, los investigadores calculan que el coste de almacenamiento de energía de la capacidad instalada del LEST es de entre 21 y 128 dólares por kilovatio-hora, dependiendo de la altura del edificio. Esto es prácticamente un tercio de lo que cuesta el kilovatio-hora en baterías similares. Además el equipo estima que el potencial de generación a nivel mundial es de entre 30 a 300 gigavatios-hora, suficiente para alimentar de energía a toda la ciudad de Nueva York durante un mes.