En busca del sistema con el que almacenar el potencial de las energías renovables e integrarlo en la red eléctrica

Hace unas semanas el Gobierno anunció un nuevo Plan Nacional de Energía y Clima que actualiza el anunciado en 2021. En el nuevo documento se plantean objetivos más ambiciosos de los establecidos hace dos años para conseguir una economía prácticamente descarbonizada para 2050, tal y como recoge el Green Deal, o Pacto Verde Europeo, de la Comisión Europea.

Según el borrador de la nueva estrategia, para 2030 el 81% de la producción eléctrica ha de provenir de energías renovables (frente al 76% anterior) y eleva hasta el 48% (frente al 42%) su consumo en usos finales.

Esta necesaria transición energética está transformando una industria que, entre los retos que tiene por delante, ha de desarrollar tecnologías que permitan almacenar y aprovechar el potencial de las fuentes renovables –como la eólica o la solar– que, por su propia naturaleza, son variables, e integrarlas en la red eléctrica.

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Con este propósito, cuatro centros tecnológicos expertos en este campo (Cidetec Energy Storage, ITE, Tekniker y Circe) unieron sus conocimientos y recursos hace tres años en la iniciativa Almagrid “para explorar toda la cadena de valor”, explica la doctora en Químicas e investigadora en el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE), Leire Zubizarreta, en conversación telefónica con D+I – EL ESPAÑOL.

Una cadena de valor que abarca la investigación de nuevos materiales, componentes y sistemas de almacenamiento que sean sostenibles, tanto desde un punto de vista económico como medioambiental, y transferirlas a la industria española, aumentando así su competitividad.

Baterías y nuevos materiales 

Cada uno de los integrantes de este consorcio ha centrado sus investigaciones en su área de especialización bajo la coordinación de Cidetec. Desde este centro, ubicado en el País Vasco, han trabajado durante este tiempo en “dos tecnologías avanzadas de almacenamiento electroquímico de energía”, explican a este medio.

Por un lado, “la tecnología de baterías de litio-ion, tanto en el desarrollo y validación de componentes novedosos como en su manufactura en planta pilo; así como en la tecnología de baterías de cinc-aire recargables”, detallan. Todo ello complementado con actividades de simulación para su evaluación de cara a su integración en aplicaciones de red.

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Otra de las tecnologías que se ha explorado para un almacenamiento lo más eficiente posible de las energías renovables es la de baterías redox. Una investigación que en este caso se ha realizado desde el también vasco Tekniker. En sus laboratorios “se han formulado nuevos electrolitos acuosos más sostenibles basados en polioxometalatos y, además, se han diseñado nuevas arquitecturas de celda para aumentar la eficiencia y la durabilidad de estas baterías basadas en nuevos electrolitos”, especifica el investigador Unai Eletxigerra a preguntas de D+I.

Para los tres tipos de baterías ha sido necesario trabajar en la mejora de los materiales, investigación que ha corrido a cargo de ITE. . “Por ejemplo, en lito-ion hemos trabajado en nuevas químicas que nos permitan mejorar la densidad de energía con tecnologías libres de cobalto, además de producción de materiales a partir de materias primas sostenibles”, enumera Zubizarreta.

Vida útil y casos de uso

En el caso de Circe (Centro de Investigación de Recursos y Consumos Energéticos), en Zaragoza, han trabajado en dos campos, el estudio de los casos de uso del almacenamiento eléctrico y se ha analizado la vida útil de las tecnologías desarrolladas bajo el paraguas de Almagrid.

“En el ámbito ambiental, en concreto, se ha trabajado en el reciclaje de baterías de litio con cátodos LNMO (Lithium Nickel Manganese Oxide), la recuperación de grafito procedente del ánodo de la batería y el análisis de costes de fabricación de una batería de litio LNMO, con ánodo de carbono y silicio y separador de fluoruro de polivinilideno (PVDF)”, aporta el director del proyecto de este centro, Alfonso Bernad Montenegro.  

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En cuanto a la parte de análisis de los casos de uso, Bernad describe que han desarrollado herramientas “para la planificación de inversiones en red para definir cuáles son las mejores localizaciones dentro para el despliegue de sistemas de almacenamiento en un escenario determinado”. 

Asimismo, “se ha elaborado un marco de evaluación formado por variables empleadas comúnmente en el análisis de las redes eléctricas y de sus activos”, añade.

Con el proyecto finalizado desde abril y la tecnología desarrollada, ahora los cuatro centros siguen abordando sus investigaciones para que los productos finales puedan implantarse en la red, aunque sin fecha concreta.