A medida que el mundo recurre cada vez más a fuentes de energía renovables como la eólica y la solar, el desafío de almacenar el exceso de energía se vuelve cada vez más apremiante. Pero un nuevo estudio del Instituto Internacional para el Análisis de Sistemas Aplicados (IIASA) en Australia sugiere que una solución poco probable puede estar escondida a simple vista: minas abandonadas.
Según el estudio, las minas fuera de servicio podrían reutilizarse para operar como “baterías de gravedad”. La idea es simple: el exceso de energía se usa para levantar objetos pesados, como arena, dentro de la mina. Cuando se necesita energía nuevamente, se deja caer el peso, lo que hace girar una turbina y convierte la energía cinética de la gravedad nuevamente en electricidad. Esta electricidad se puede usar cuando la demanda en la red es alta y, en otros momentos, cuando hay un exceso de energía en la red, el sistema de batería de gravedad usa parte de esa energía para recuperar la carga, almacenando la energía para su uso posterior.
Almacenamiento de energía a través de la gravedad.
Una de las ventajas clave de este método es que no sufre los mismos problemas de autodescarga que las baterías tradicionales. La energía se almacena en el potencial gravitatorio del propio peso, en lugar de en una batería de base química que puede perder su carga con el tiempo.
Una de las tecnologías de energía gravitacional más comunes está representada por los sistemas hidroeléctricos de almacenamiento por bombeo, donde el agua se libera desde una gran altura, generando electricidad a través del giro de las turbinas a medida que fluye cuesta abajo. Cuando hay un exceso de energía, el agua se bombea hacia arriba.
Pero el verdadero atractivo de la idea es que ya hay millones de minas abandonadas en todo el mundo que podrían convertirse a un costo relativamente bajo para este propósito. La mayoría contiene la infraestructura básica requerida y ya están conectados a la red eléctrica.
“Cuando una mina cierra, despide a miles de trabajadores. Esto devasta a las comunidades que dependen únicamente de la mina para su producción económica. El UGES crearía algunas vacantes ya que la mina proporcionaría servicios de almacenamiento de energía después de que deje de operar”, dice Julian Hunt, investigador del Programa de Energía, Clima y Medio Ambiente del IIASA y autor principal del estudio. “Las minas ya cuentan con la infraestructura básica y están conectadas a la red eléctrica, lo que reduce significativamente el costo y facilita la implementación de plantas UGES”.
Los investigadores del IIASA han propuesto un nuevo tipo de batería de gravedad, conocida como almacenamiento subterráneo de energía por gravedad (UGES, por sus siglas en inglés), que utiliza ascensores en pozos de minas fuera de servicio existentes y sube y baja contenedores llenos de arena. Las unidades de motor y generador eléctrico en ambos lados del hueco mueven el elevador hacia arriba y hacia abajo, generando electricidad a través del frenado regenerativo en el camino hacia abajo y usando parte de esa electricidad en el camino de regreso.
El IIASA estima que la conversión de una mina costaría entre $1 y $10 por kilovatio-hora y otros $2000 por kilovatio de capacidad de energía. Pero la recompensa potencial es enorme: los investigadores creen que su método podría tener un potencial global de 7 a 70 teravatios-hora, con la mayor parte de este potencial concentrado en China, India, Rusia y EE. UU., los países con más minas abandonadas. Para poner eso en perspectiva, el consumo mundial de energía para 2021 fue de unos 25 teravatios-hora.
Pero los beneficios de reutilizar minas abandonadas para almacenamiento de energía no terminan ahí. Los investigadores también creen que operar baterías de gravedad en estas minas podría restaurar o preservar algunos de los trabajos perdidos cuando cerraron las minas.
Es una idea que aún se encuentra en las primeras etapas de investigación y desarrollo, pero que podría tener un gran impacto en el futuro del almacenamiento de energía renovable. El siguiente paso es investigar la viabilidad de la idea a mayor escala, pero el estudio de IIASA sugiere que las minas abandonadas podrían ser una solución rentable que también puede generar empleos.
“Para descarbonizar la economía, necesitamos repensar el sistema energético en base a soluciones innovadoras que utilicen los recursos existentes. Convertir minas abandonadas en almacenamiento de energía es un ejemplo de muchas soluciones que existen a nuestro alrededor, y solo necesitamos cambiar la forma en que las implementamos”, concluye Behnam Zakeri, coautor del estudio e investigador del Programa de Energía, Clima y Medio Ambiente del IIASA.
Los hallazgos aparecieron en la revista Energies.
Fuente: ZME Science.
