Esferas huecas de hormigón, una innovación para almacenar hasta 817 TWh de energía ya en fase de pruebas
11/12/2024 10:00 AM
Las esferas huecas de hormigón, desarrolladas por el Instituto Fraunhofer, ofrecen una innovadora solución de almacenamiento submarino de energía, clave para integrar renovables y avanzar en la transición energética. Ya en fase de pruebas, podrían alcanzar un potencial de 817 TWh global.
Los desafíos de la transición energética están impulsando la innovación en sistemas de almacenamiento energético, claves para integrar de manera eficiente las energías renovables en la red eléctrica. Y es que sólo de ese modo estas podrán, algún día, sustituir con plenas garantías a los combustibles fósiles.
Entre estas soluciones emergentes destacan las esferas de hormigón submarinas, diseñadas para almacenar energía mediante aire comprimido en el fondo del mar.
Este concepto innovador, desarrollado por el Instituto Fraunhofer IEE a través del proyecto StEnSea (Stored Energy in the Sea), busca alcanzar una capacidad de almacenamiento global de hasta 817.000 GWh y podría revolucionar el almacenamiento energético en un futuro cercano.
Las esferas siguen el principio de almacenamiento por bombeo.¿Cómo funcionan las esferas submarinas de almacenamiento?
Las esferas submarinas operan de acuerdo al principio de almacenamiento por bombeo, similar al de las plantas hidroeléctricas convencionales, pero adaptado al medio marino.
En este sistema, una esfera hueca de hormigón se sitúa a profundidades de entre 500 y 600 metros en el lecho marino. Durante el proceso de descarga, el agua entra en la esfera a través de una válvula superior, activando una turbina que genera electricidad.
En el proceso inverso, la esfera se vacía bombeando el agua hacia fuera utilizando el excedente de energía renovable disponible, como la generada en parques eólicos marinos.
La presión del agua a estas profundidades permite almacenar grandes cantidades de energía de manera eficiente, aumentando la capacidad cuanto mayor es la profundidad.
Las esferas definitivas deberían tener un diámetro de 30 metros.Origen y desarrollo del proyecto StEnSea
La idea de almacenar energía en el fondo marino surgió en 2011, cuando los físicos Prof. Dr. Horst Schmidt-Böcking y Dr. Gerhard Luther visualizaron esta solución innovadora.
Desde entonces, el concepto ha evolucionado gracias a estudios de viabilidad y pruebas iniciales en el Lago Constanza, en Alemania, donde se confirmó su viabilidad técnica a menor escala y en condiciones controladas.
La siguiente fase de pruebas se llevará a cabo frente a la costa de California, con una esfera de nueve metros de diámetro, 400 toneladas de peso y una capacidad de almacenamiento de 0,4 MWh, que servirá para probar todos los procesos de fabricación y operación.
No obstante, el objetivo final es mucho más ambicioso: una esfera de 30 metros de diámetro y una pared de tres metros de grosor que permita almacenar y liberar grandes cantidades de energía.
Las energías renovables necesitan sistemas de almacenamiento para poder desarrollar todo su potencial.Una tecnología adecuada para el almacenamiento a corto y medio plazo
A medida que las energías renovables ganan protagonismo, crece también la necesidad de contar con sistemas de almacenamiento flexibles y sostenibles.
Las esferas submarinas destacan en este contexto al ofrecer una alternativa económica y eficiente con un coste estimado de almacenamiento de 0,046 euros por kWh.
La vida útil de estas esferas se estima en 50-60 años, con reemplazos necesarios en sus componentes mecánicos cada 20 años. Además, su eficiencia ronda entre el 75 y el 80 % por ciclo de almacenamiento.
Este sistema tiene dos modelos de negocio claros: el arbitraje energético, comprando energía en momentos de baja demanda y vendiéndola en los picos de consumo, y la provisión de reservas de regulación para ayudar a estabilizar la red eléctrica.
Además, Fraunhofer IEE prevé que este tipo de almacenamiento pueda implementarse no sólo en el mar, sino también en otros entornos, como lagos profundos o minas inundadas.
El Instituto Fraunhofer estima que España cuenta con una capacidad de almacenamiento potencial de 31 TWh con esta tecnología.Potencial de almacenamiento global y perspectivas futuras
Las esferas submarinas de almacenamiento energético ofrecen un potencial sin precedentes. Según estimaciones de Fraunhofer IEE, en los mejores emplazamientos europeos se podrían almacenar hasta 166.000 GWh, una cifra muy superior a los 40 GWh actuales de capacidad en plantas de almacenamiento por bombeo en Alemania.
Para aprovechar al máximo esta tecnología, se han identificado ubicaciones óptimas cerca de las costas de Noruega, Portugal, Estados Unidos, Brasil y Japón, así como en áreas específicas con grandes profundidades de entre 600 y 800 metros. Así, la capacidad de almacenaje total de esta tecnología en todo el mundo podría alcanzar los 877.000 GWh.
Con una inversión de más de siete millones de euros en colaboración con empresas como Sperra y Pleuger Industries, se espera que las pruebas frente a la costa californiana sienten las bases para la comercialización de esta tecnología hacia finales de 2026.
En una época en la que el almacenamiento energético es cada vez más crucial, las esferas submarinas de hormigón prometen ser una pieza esencial para una red más sostenible y resiliente.
