S’estima que la demanda global d’energia haurà augmentat un 4,6% a l’acabar 2021, recuperant la tendència creixent interrompuda per la pandèmia de la covid-19. Al mateix temps, la potència instal·lada d’energia renovables va créixer més d’un 10% a nivell global l’any 2020. Les dades indiquen que estem recorrent el camí cap a la descarbonització.
Però la transició energètica no pot ser definitiva si no som capaços de compensar el subministrament intermitent d’energia que aporten les renovables. La producció d’energia solar i eòlica depèn de factors que poden patir grans variacions al llarg d’un mateix dia. Per poder integrar-les en el sistema de generació d’energia és necessari combinar-les amb un sistema d’emmagatzematge energètic.
L’emmagatzematge d’energia s’associa directament amb les bateries elèctriques. Això és encara més freqüent si tenim en compte el creixent augment de l’ús de vehicles elèctrics. La tecnologia de bateries elèctriques ha experimentat un gran desenvolupament i els costos s’estan reduint de manera significativa. No obstant això, encara cal augmentar la seva vida útil i afavorir la reutilització i reciclatge dels seus components.
Afortunadament, les bateries elèctriques no són l’única forma d’emmagatzematge energètic. Les fonts d’energia renovable actuals poden combinar-se amb sistemes d’emmagatzematge mecànic, tèrmic i químic.
Emmagatzematge mecànic: centrals hidràuliques de bombament
Les centrals hidràuliques de bombament són un tipus especial de central hidroelèctrica. Utilitzen un sistema de turbines hidràuliques per produir electricitat a partir de l’energia potencial emmagatzemada en l’aigua d’un embassament. Addicionalment, incorporen un sistema de bombeig que permet tornar a impulsar l’aigua a l’embassament.
Sovint, aquestes instal·lacions funcionen amb dos embassaments, un de superior i un altre inferior. Bombar aigua a l’embassament superior té un cost en electricitat, però aquest cost varia al llarg del dia. Així, en els períodes d’alta demanda d’electricitat, la central funcionarà de la forma habitual per a produir electricitat. En els períodes de baixa demanda d’electricitat, l’aigua es bomba cap a l’embassament superior i s’emmagatzema. El procés de bombeig augmenta l’energia potencial de l’aigua perquè pugui ser utilitzada en les turbines en períodes d’alta demanda d’electricitat.
Es tracta d’una tecnologia molt eficient i flexible. És per això que més d’un 90% de la potència d’emmagatzematge energètic d’Europa és d’aquest tipus. A Espanya hi ha diversos projectes en marxa, com el de Salt de Chira a Gran Canària.
Emmagatzematge tèrmic: centrals de concentració solar
No totes les fonts d’energia s’empren per a produir electricitat. L’energia en forma de calor es pot produir amb una eficiència més gran que l’electricitat. En el cas de les energies renovables, l’energia solar tèrmica és una de les més utilitzades.
L’energia solar de baixa temperatura s’empra àmpliament en habitatges per a la producció d’aigua calenta. Perquè aquestes instal·lacions siguin eficients, han de comptar amb un sistema d’emmagatzematge tèrmic. Consisteix en un dipòsit que emmagatzema l’aigua calenta produïda per la instal·lació solar que no es consumeix. Gràcies a aquest sistema podem tenir aigua calenta durant la nit.
No obstant això, on l’energia solar tèrmica té un potencial més elevat és en les aplicacions d’alta temperatura. La tecnologia de concentració solar permet assolir grans temperatures, sent capaç de generar vapor d’aigua. Aquest vapor pot aprofitar-se de la mateixa manera que es fa en una central tèrmica convencional, de manera que és possible generar electricitat. El problema del cicle de vapor d’una central de concentració és la intermitència de la radiació solar. Per poder produir electricitat de forma contínua cal emprar un sistema d’emmagatzematge d’energia.
En aquest cas, s’utilitzen materials d’elevada capacitat calorífica com les sals foses (nitrat sòdic, nitrat potàssic…). Aquests materials són capaços d’emmagatzemar l’energia tèrmica que no s’està emprant per a la producció elèctrica durant hores. D’aquesta manera, es pot utilitzar en moments en què no hi ha llum solar o la demanda d’electricitat augmenta.
Emmagatzematge químic: hidrogen
Els sistemes d’emmagatzematge químic es basen en la transformació d’energia elèctrica en energia d’enllaços químics. Aquesta energia pot ser extreta quan es requereixi o poden usar-se aquestes molècules en processos industrials. Si s’utilitza electricitat de fonts renovables s’aconsegueixen combustibles renovables, com l’anomenat hidrogen verd.
L’hidrogen és una molècula amb un poder calorífic molt elevat. Per obtenir la mateixa quantitat d’energia que conté 1 kg d’hidrogen, necessitem cremar 2,78 kg de gasolina.
Tot i que el maneig d’hidrogen té alguns problemes de seguretat per la seva elevada inflamabilitat, cada vegada estem més a prop d’un futur basat en aquest combustible. Aquesta és, de fet, una de les estratègies d’Espanya, com s’exposa en el Full de Ruta de l’Hidrogen. S’espera que aquest sistema d’emmagatzematge químic sigui capaç d’eliminar les emissions provocades pel sector del transport.
L’emmagatzematge energètic és fonamental per reduir la dependència de combustibles fòssils. A la llarga, serà essencial per garantir un sistema basat en energies renovables i lliure d’emissions.
Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation. Llegiu l’original.
Catalunya Plural, 2024 
