El Reino Unido empleará aire líquido para almacenar energía

Este proceso optimizará la utilización de fuentes renovables −solar y eólica− y disminuirá los efectos de su intermitencia en el abastecimiento de la red eléctrica

Por José Tadeu Arantes

Agência FAPESP – El Reino Unido utilizará aire líquido para almacenar energía proveniente de fuentes renovables (solar y eólica). Este método, que ya ha sido probado en una planta piloto, dará el salto a la escala comercial en 2018.

De acuerdo con los responsables del proyecto, la propuesta consiste en contribuir para la superación de los altibajos en el abastecimiento provocados por la intermitencia de las fuentes renovables. La energía almacenada en aire líquido quedaría disponible para el consumo incluso durante días nublados o días de calma.

El proyecto fue explicado por el profesor Richard Williams, prorrector y director de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Físicas de la University of Birmingham del Reino Unido, en el marco de una conferencia dictada en la FAPESP, durante el evento intitulado “UK-Brazil interaction meeting on cooperation in future energy system innovation”, cuyo objetivo consistió en fomentar la cooperación científica entre investigadores brasileños y británicos en la innovación de sistemas de energía.

“Una planta piloto de 350 kilovatios (kW) se encuentra en funcionamiento y conectada a la red eléctrica del Reino Unido desde hace tres años. Ahora a dicha unidad se la está trasladando a la University of Birmingham para que sirva de plataforma de pruebas. Y el gobierno puso a disposición un financiamiento de 8 millones de libras esterlinas para que una unidad de demostración, de 5 megavatios (MW), entre en operación a mediados de 2015. Todo eso para que contemos con una opción comercial de almacenamiento de energía en aire líquido en 2018”, declaró Williams a Agência FAPESP.

El principio físico de este proceso es relativamente sencillo. Setecientos diez litros de aire enfriados 196 grados Celsius bajo cero dan origen a un litro de aire líquido. Dicho aire líquido puede almacenarse y, posteriormente, cuando entra en contacto con una fuente térmica, vuelve a expandirse. La expansión del aire se utiliza entonces para mover una turbina. Así es como se convierte energía mecánica en energía eléctrica.

La licuefacción del aire constituye una manera de almacenar la energía proveniente de fuentes intermitentes, tales como la solar y la eólica, para asegurar que la red no sufra caídas en el suministro durante los momentos en que hay menos sol o se registra una merma en el régimen de vientos.

De acuerdo con Williams, de esta forma, al optimizar la utilización de fuentes renovables, el almacenaje criogénico (que se vale de temperaturas muy bajas) pasa a erigirse en una importante pieza de la política británica de descarbonización de la matriz energética.

El Climate Change Act, aprobado por el Parlamento británico en 2008, estipula una reducción del 80% en las emisiones de dióxido de carbono (CO2) hasta 2050. Y las Renewables Obligations determinan que los proveedores de energía eléctrica licenciados en el Reino Unido suministren una proporción creciente de electricidad generada a partir de fuentes renovables, con el establecimiento de un 15% en 2020.

“El aire líquido para el almacenamiento de energía se vuelve más eficiente por encima de los 10 MW, de modo tal que no es apropiado para el uso en edificios aislados; pero sí resulta bastante adecuado en la escala que se extiende de un barrio o de un parque industrial a una ciudad. En tanto, en el ámbito del transporte, una posibilidad es su empleo en soluciones de tecnología híbrida, con miras a aumentar la eficiencia de los motores diésel, en camiones o en balsas de trayectos cortos, por ejemplo”, dijo Williams.

Aumento de la eficiencia

Considerandos ambos ciclos, el de enfriamiento y el del posterior calentamiento del aire, la eficiencia que se espera del proceso en la etapa de demostración es de la orden del 60%, comentó el prorrector de la University of Birmingham.

“Pero esa eficiencia puede elevarse al 80% o más mediante la utilización de calor residual en el ciclo expansivo. Otra forma de incrementarla aún más consiste en acoplar las unidades productoras de aire líquido con terminales de gas natural licuado, de modo tal de aprovechar el frío residual que se produce en dichas terminales durante la fase de reconversión del gas al estado gaseoso”, explicó.

Según Williams, los impactos ambientales directos del proceso serán muy bajos. “Para el almacenamiento de energía, el dispositivo únicamente captura y desagota el aire. Y cuando se utiliza el almacenaje criogénico en motores, el material que se intercambia con el medio nuevamente es el aire”, dijo.

“Como la temperatura de funcionamiento de esos motores es menor que la de la combustión interna convencional, los componentes pueden fabricarse con plásticos en lugar de metales, lo cual disminuye la energía incorporada”, argumentó.

La University of Birmingham, elegida “Universidad del Año” por los periódicos The Times y The Sunday Times, tiene entre sus actuales prioridades la creación de soluciones innovadoras basadas en el concepto de sostenibilidad.

Por eso se sumó a otras cuatro universidades británicas (Hull, Leeds, Sheffield y York) para formar el Centre for Low Carbon Futures (Centro para Futuros de bajo Carbono), que reúne ingenieros, científicos naturales y científicos sociales cuyo enfoque lo constituyen las alternativas energéticas y el cambio climático, en interfaz con el gobierno, empresas y entidades de la sociedad civil.

El Birmingham Centre for Cryogenic Energy Storage (Centro de Almacenamiento de Energía Criogénica de la University of Birmingham), creado en asociación con la University of Hull, forma parte de esta iniciativa.

La University of Birmingham mantiene un acuerdo de cooperación con la FAPESP con el objetivo de apoyar proyectos de investigación colaborativos entre el estado de São Paulo y el Reino Unido. Se han realizado hasta ahora dos llamados a la presentación de propuestas en el marco de dicho acuerdo. En el primero se seleccionaron siete propuestas.