Una batería suiza para impulsar la transición energética de China

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Es un edificio imponente, sin puertas ni ventanas. En su interior, 3.500 bloques de veinticinco toneladas. Un sistema de montacargas y rieles los sube o baja, para colocarlos uno al lado del otro, Como un moderno Tetris 3D. Este no es un nuevo concepto de vivienda. Sino de una batería que aprovecha la fuerza de la gravedad para almacenar y liberar energía.

La primera batería basada en esta tecnología está conectada a la red eléctrica de la ciudad china de Rudong, cerca de Shanghai, desde finales de 2023. “Al principio no imaginábamos que nuestra primera implementación sería en China”, explica el director general de Energy Vault, Robert Piconi. Su empresa, centrada en sistemas de almacenamiento de energía, tiene su sede en Estados Unidos, pero desarrolló y probó su prototipo en Suiza.

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En China, el imperativo medioambiental está acelerando la descarbonización del país –el mayor emisor del planeta– y sus políticas energéticasEnlace externo han ofrecido oportunidades inesperadas a Energy Vault y sus innovaciones. Ya se están construyendo nuevos edificios de baterías. “Queremos ayudar a resolver la crisis climática”, asegura Robert Piconi.

Los sistemas de almacenamiento de energía son un pilar esencial de la transición energéticaEnlace externo. Las baterías solucionan uno de los principales problemas de la producción de electricidad a partir de fuentes renovables: la volatilidad. Permiten almacenar el exceso de electricidad generada por el sol o el viento y ponerlo a disposición cuando hay demanda. También pueden garantizar la estabilidad de la red eléctrica. El desafío es producir baterías eficientes, sin consumir materias primas ni metales raros. Y por supuesto, a un coste sostenible.

Pesas en lugar de agua

Las baterías de gravedad pueden almacenar grandes cantidades de energía. No se deterioran y su capacidad de almacenamiento no disminuye con el tiempo, a diferencia de las baterías electroquímicas, que encontramos por ejemplo en nuestros smartphones.

Estas baterías de gravedad se basan en el mismo principio que las centrales hidroeléctricas y su sistema de almacenamiento por bombeo, que representan el 94% de la capacidad de almacenamiento de energía del mundo, según la Asociación Internacional de Energía Hidroeléctrica.

La diferencia es que la batería Energy Vault no funciona con agua, sino con pesas. Que, en su caso, se materializan en forma de bloques de hormigón o residuos.

Cuando el sol o el viento producen más electricidad de la necesaria, en verano por ejemplo, el exceso de energía alimenta un sistema que eleva estos pesos y los deposita en los pisos superiores del edificio de baterías. Una forma de convertir la energía eléctrica en energía potencial.

Cuando surge la necesidad, los bloques descienden al suelo o a un nivel inferior a una velocidad controlada. Durante su “caída”, activan generadores eléctricos, transformando la energía potencial en corriente eléctrica. El software desarrollado por Energy Vault, en el centro de su innovación, optimiza el proceso mecánico de subida y bajada de los bloques en función de la demanda de electricidad.

En China, la primera batería comercial de Energy Vault está ubicada cerca de un parque eólico. Ofrece una capacidad de almacenamiento de 100 megavatios hora (MWh). Una vez “cargado”, podría impulsar unos 4.600 coches eléctricos que recorrieran cien kilómetros.

>> Una breve animación para explicar cómo funciona la batería de gravedad Energy Vault:

Una “tecnología revolucionaria”

La batería Rudong es uno de los “nuevos proyectos piloto de almacenamiento de energía” definidos por la administración nacional china, afirma Energy Vault.

La implementación contó con la colaboración de la empresa estadounidense Atlas Renewable y China Tianying, empresa líder en incineración de residuos para la producción de electricidad. Esta empresa utiliza chatarra y cenizas de carbón para fabricar parte de los bloques de baterías. Invirtió 100 millones de dólares en Energy Vault.

El presidente de China Tianying, Yan Shengjun, cree que la “tecnología revolucionaria” de Energy Vault promoverá el cambio de los combustibles fósiles a la energía solar y eólica y acelerará la transición energética de China. La posibilidad de utilizar materias primas locales para construir la instalación y su vida útil superior a 35 años son los aspectos más atractivos, según un artículo de Forbes.Enlace externo.

En China se están construyendo tres baterías del mismo tipo y seis más en fase de planificación. En conjunto proporcionarán una capacidad de almacenamiento de 3.700 MWh.

Unas instalaciones más grandes reducirán los costes, afirma Robert Piconi. Las instalaciones futuras serán un 30% más baratas que las de Rudong (alrededor de 500 dólares por kilovatio hora de capacidad de almacenamiento instalada), según el director general.

Fiabilidad aún por evaluar

Wenxuan Tong, investigador del Instituto de Investigación de Redes Inteligentes de Beijing, cree que la tecnología de almacenamiento de energía por gravedad desempeñará un “papel crucial” en el logro de los objetivos climáticos de China. Un país que quiere alcanzar su pico de emisiones en 2030 y la neutralidad de carbono en 2060.

La batería Energy Vault se puede instalar prácticamente en cualquier lugar. No depende de condiciones geográficas o climáticas específicas. Una eficiencia energética similar a la de las centrales hidroeléctricas de almacenamiento por bombeo (80-85%) y la simplicidad de sus equipamientos la hacen “económicamente rentable”, explica Wenxuan Tong.

Este último señala, sin embargo, que la eficiencia económica de una implantación a gran escala y su compatibilidad con el sistema de red eléctrica chino aún deben ser objeto de evaluaciones. “Serán necesarios más análisis y fases de aprendizaje para comprobar su eficacia y fiabilidad”, subraya el experto.

Para almacenamiento a mediano y largo plazo.

Energy Vault no es la única empresa que utiliza la gravedad para almacenar y liberar energía. Otros conceptos utilizan planos inclinados o instalaciones subterráneas. La empresa canadiense Gravitricity, por ejemplo, produjo el primer prototipo de almacenamiento subterráneo de energía por gravedad en una mina en desuso en Finlandia.Enlace externo.

Julian Hunt, investigador del Instituto Internacional de Análisis de Sistemas Aplicados (IIASA) en Laxenburg, Austria, explica que la principal ventaja de las baterías de gravedad es el coste reducido del almacenamiento de energía. Su desventaja, por otra parte, es el precio relativamente alto de la electricidad necesaria para mover un peso de un nivel a otro.

“Por lo tanto, el uso de baterías de gravedad sólo tiene sentido para ciclos de almacenamiento eléctrico semanales, mensuales o estacionales”, escribe el investigador en un correo electrónico a swissinfo.ch. Para un almacenamiento inferior a doce horas, las baterías electroquímicas son una alternativa más práctica y económica.

En China, la batería de Energy Vault funciona en un ciclo de cuatro horas. Una característica deseada por las autoridades y el operador de la red eléctrica. El sistema también podría liberar energía durante un período más largo, pero con menos energía producida.

¿Una solución también para Europa?

Robert Piconi está de acuerdo en que las baterías de gravedad son más adecuadas para tiempos de carga y descarga prolongados. Pero la demanda de almacenamiento de energía a largo plazo sigue siendo limitada en la actualidad. “Aumentará cuando se conecten a la red más instalaciones de producción basadas en energías renovables”, predice el director general.

El jefe de Energy Vault no ha puesto su mirada sólo en China. Se han iniciado proyectos de almacenamiento de energía en Estados Unidos, el sur de África y Australia.

La batería de gravedad también podría resultar una solución para algunos países europeos, añade. Quienes construyen nuevos parques eólicos o grandes plantas de energía solar, por ejemplo. España o Italia en particular. Como aquellos que, salidos de la era del carbón, podían utilizar los residuos (cenizas) para la fabricación de pesas. “Pienso en Alemania y en los países de Europa del Este”, especifica Robert Piconi.

Siempre que las poblaciones locales no abandonen los edificios con baterías por motivos estéticos, como suele ocurrir con la energía eólica o solar, el campo de posibilidades parece enorme para Energy Vault.

Texto traducido del italiano por Pierre-François Besson / op