¿Alguna vez se preguntó por qué hay tan pocos apagones en los Estados Unidos? Efectivamente se reduce a esto: las plantas de energía siempre producen más energía de la que la gente pide.
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Tan pronto como se produce la electricidad, los electrones fluyen a través de las líneas eléctricas a hogares, negocios, escuelas y hospitales, donde se requiera. Se genera más electricidad de la que los operadores de la red esperan que consumas, de modo que cuando enciendes un interruptor, se enciende una luz.
Independientemente de si realmente enciende las luces, las plantas de energía mantienen sus turbinas girando, listas para enviar energía a la red en cualquier momento.
Este problema de exceso de capacidad de generación de energía es peor en la noche, cuando la demanda es muy baja y la disparidad entre la cantidad de energía necesaria y disponible es aún mayor. Esto desalienta el uso de algunas energías renovables, específicamente la energía eólica, que funciona principalmente de noche cuando los vientos son más fuertes (y cuando las personas usan menos electricidad). En resumen, mucha electricidad, y lo que es más importante, electricidad limpia, se produce en el momento equivocado.
Ahí es donde entra el almacenamiento de energía. Almacenar energía cuando se hace y liberarla cuando sea necesario ayuda a mantener la red confiable y allana el camino para la introducción de energías renovables intermitentes como el viento y la energía solar en la mezcla.
Las compañías de energía y tecnología han estado trabajando para abordar el desajuste de oferta / demanda durante años, y las baterías han surgido como el principal contendiente para almacenar electricidad. Tesla Inc., por ejemplo, invirtió más de $ 600 millones en su Gigafactory en Nevada para fabricar cantidades masivas de baterías de iones de litio.
Pero una compañía eléctrica de Alabama ha encontrado un lugar diferente para colocar grandes cantidades de exceso de energía, en las cavernas de sal. A media milla bajo tierra, una caverna de sal que podría encajar en la Estatua de la Libertad contiene el recurso más útil de la Cooperativa de Energía del Sur de Energía: el aire.
Durante 25 años, la cooperativa ha dominado el arte y la ciencia de comprimir el aire, almacenarlo en una caverna de sal debajo de la tierra y usarlo para producir electricidad. La planta de energía McIntosh en McIntosh, Alabama, es la única instalación de almacenamiento de energía de aire comprimido (CAES) a escala de servicios públicos en los Estados Unidos, y una de las pocas en el mundo.
Por la noche, mientras duerme y sus electrodomésticos descansan, la planta usa el exceso de electricidad de la red para comprimir el aire y bombearlo bajo tierra a una caverna de sal hermética.
"La sal es un hermoso mecanismo de almacenamiento", dice el gerente de planta de McIntosh, Lee Davis.
Esto se debe a que las cavernas proporcionan espacios grandes e impermeables. El aire comprimido permanece comprimido y el oxígeno en el aire no reacciona con la sal.
Allí el aire se almacena a presiones entre 650 y 1058 PSI, aproximadamente una décima parte de la presión de un pozo de petróleo a alta presión.
Cuando las personas demandan energía durante el día, el aire se libera a una unidad de gas natural en el lugar, donde se calienta con gas natural, se quema y produce una corriente de gas aún más caliente que hace girar una turbina y produce electricidad.
Desde arriba, la planta de McIntosh parece una planta de energía de gas natural estándar, pero directamente a media milla debajo de la superficie se encuentra un mecanismo único de almacenamiento de energía. (Cortesía de Power South Energy Cooperative) El aire comprimido es un ingrediente clave en la producción de electricidad en todas las plantas de gas; Es el componente crítico que hace que el gas se queme, produciendo la corriente de gas que hace girar la turbina. En las plantas de gas natural típicas, hacer que el aire comprimido sea la parte más intensiva en energía del funcionamiento de la planta: más de la mitad de la energía generada por la turbina simplemente se retroalimenta al sistema para comprimir el aire.
Pero la planta McIntosh CAES puede comprimir el aire independientemente del proceso de producción de energía, cuando es más económico hacerlo, porque tiene un lugar para almacenarlo: la mina de sal. La planta tiene suficiente aire almacenado para ayudar a una turbina de 110 megavatios a generar energía durante 26 horas, alimentando hasta 110, 000 hogares.
Al comprimir el aire por la noche cuando la electricidad es barata y abundante, en lugar de usar la salida de la turbina para la compresión, la planta usa menos gas natural para producir la misma cantidad de electricidad. También permite utilizar fuentes limpias de electricidad para la compresión.
Si bien la planta de McIntosh actualmente no funciona directamente en conjunto con ninguna planta renovable, ciertamente podría hacerlo, y esa es la idea clave. La electricidad utilizada para comprimir el aire podría ser producida por turbinas eólicas, como está planeado para The Bethel Energy Center en el oeste de Texas. Apex CAES LLC ha recaudado $ 100 millones para el Centro, que, de desarrollarse, sería una instalación de sal de CAES junto con el viento. El Centro planea utilizar la electricidad producida por las turbinas eólicas cercanas durante la noche para comprimir el aire y alimentar el aire a una turbina de gas durante el día.
Teniendo en cuenta que las plantas de gas natural están en aumento en todo el país, el almacenamiento de energía de aire comprimido proporciona una forma de integrar las energías renovables y, en última instancia, quemar menos gas.
Sin embargo, el aire comprimido no es una panacea. Si bien las plantas de gas natural son relativamente baratas de construir y operar, el bajo precio del gas natural también significa que hay menos incentivos para explorar alternativas a las plantas o instalar opciones que ahorren gas.
Con el bajo costo del gas natural y el riesgo involucrado en el despliegue de una tecnología relativamente nueva, que tiene pocos proyectos a su nombre, es difícil hacer que los números sean precisos para CAES. El proyecto del Centro de Energía Bethel ha estado en desarrollo desde 2011 y aún no ha recaudado los $ 400 millones adicionales en capital necesarios.
"Algo nuevo y diferente no es fácil de despegar", dice Stephen Naeve, director de operaciones de Apex CAES.
Otros proyectos de prueba han fallado debido al alto costo de desarrollo, desde el costo de desechar la salmuera creada durante el proceso de extracción hasta el riesgo de explorar lugares que pueden resultar geológicamente inadecuados. En cuanto a la competencia de almacenamiento, las baterías son en muchos sentidos más flexibles porque pueden ubicarse más cerca de donde está la demanda de energía, aunque según Apex, las baterías son (al menos por ahora) significativamente más caras a largo plazo.
Pero Power South Energy Cooperative aún disfrutaría hablando de sal con otros aliados de CAES. De hecho, las instalaciones de McIntosh han atraído visitantes de California, Utah, Nueva York e Idaho.
Si la sal es una forma de hacer que las plantas de gas sean más eficientes y utilicen energías renovables, entonces pase la sal, por favor.
Nota del editor: una versión anterior de este artículo originalmente expresó erróneamente que se envía más energía a la red de la que se demanda, que es donde se desperdicia. De hecho, el exceso de energía se desperdicia antes de enviarse a la red a través de varios procesos. Smithsonian.com lamenta el error.
