Deje de hacer ruido sobre las baterías, es hidroeléctrica bombeada que salvará el planeta
enero 30, 2022
Para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en los Estados Unidos en media década, el objetivo de la administración Biden, Estados Unidos necesitará mucha más generación de energía solar y eólica, y mucho almacenamiento de energía barata.
La energía eólica y solar varían a lo largo del día, por lo que el almacenamiento de energía es esencial para proporcionar un flujo continuo de electricidad. Pero las baterías de hoy en día son generalmente bastante pequeñas y almacenan suficiente energía para solo unas pocas horas de electricidad. Para depender más de la energía eólica y solar, Estados Unidos también necesitará más almacenamiento durante la noche y a más largo plazo.
Si bien las innovaciones de la batería mucha atención, existe una técnica de almacenamiento a largo plazo simple y comprobada que se ha utilizado en los Estados Unidos desde la década de 1920.
Se llama almacenamiento de energía hidráulica bombeada. Implica bombear agua hacia arriba de un depósito a otro en una elevación más alta para su almacenamiento y luego, cuando se necesita energía, liberar el agua para que fluya hacia abajo a través de turbinas, generando electricidad en su camino hacia el depósito inferior.
El almacenamiento hidroeléctrico por bombeo a menudo se pasa por alto en los Estados Unidos debido a las preocupaciones sobre el impacto de la hidroelectricidad en los ríos. Pero lo que mucha gente no se da cuenta es que la mayoría de los mejores sitios de almacenamiento hidroeléctrico no están en los ríos.
Creamos un atlas del mundo de sitios potenciales para la energía hidroeléctrica de bombeo de circuito cerrado (sistemas que no incluyen un río) y encontró 35,000 sitios coincidentes en los Estados Unidos con buen potencial. Si bien muchos de estos sitios, que hemos localizado por satélite, se encuentran en terreno accidentado y pueden ser inadecuados por razones geológicas, hidrológicas, económicas, ambientales o sociales, estimamos que solo se necesitan unos pocos cientos de sitios para apoyar un sistema eléctrico estadounidense 100 % renovable.
Por qué la energía eólica y solar necesitan almacenamiento a largo plazo
Para funcionar correctamente, las redes eléctricas deben poder hacer coincidir el suministro de energía entrante con la demanda de energía en tiempo real, de lo contrario, corren el riesgo de escasez o sobrecarga.
Hay varias tecnicas que los operadores de la red pueden usar para mantener este equilibrio con fuentes variables como la eólica y la solar. Estos incluyen el intercambio de electricidad en grandes áreas a través de líneas de transmisión de alto voltaje interestatales, la gestión del lado de la demanda y el uso del almacenamiento de energía.
Las baterías desplegadas en hogares, centrales eléctricas y vehículos eléctricos son las preferidas para tiempos de almacenamiento de energía de hasta unas pocas horas. Son capaces de manejar la oleada de energía solar al mediodía cuando el sol está arriba y liberarla cuando la demanda de electricidad alcanza su punto máximo en la noche.
La energía hidroeléctrica bombeada, por otro lado, permite un almacenamiento mayor y más prolongado que las baterías, lo cual es esencial en un sistema de energía dominado por la energía eólica y solar. También es más barato para el almacenamiento nocturno y a largo plazo.
Almacenamiento de energía hidroeléctrica bombeado fuera del río
En 2021, Estados Unidos había 43 centrales hidroeléctricas de bombeo en operación con una capacidad total de producción de unos 22 gigavatios y una capacidad de almacenamiento de energía de 553 gigavatios hora. Ellos representan el 93% del almacenamiento a gran escala en el país. A escala mundial, parte de la hidroelectricidad bombeada almacen de energia es aún más alto – seguro 99% del volumen de almacenamiento de energía.
Proyectos de bombeo hidroeléctrico puede ser controvertido especialmente cuando se trata de represas en los ríos que inundan la tierra para crear nuevos embalses y pueden afectar los ecosistemas.
La creación de sistemas de circuito cerrado que utilicen pares de lagos o embalses existentes en lugar de ríos evitaría la necesidad de nuevas presas. Un proyecto planificado en el condado de Bell, Kentucky, por ejemplo, utiliza un antigua mina a cielo abierto. Pequeño terreno adicional se requiere, excepto para las líneas de transmisión.
Un sistema hidroeléctrico de bombeo del río comprende un par de embalses separados por varios kilómetros con una diferencia de elevación de 200 a 800 metros (alrededor de 650 a 2600 pies) y conectados por tuberías o túneles. Los tanques pueden ser nuevos o usados. antiguos sitios mineros Donde lagos o embalses existentes.
En días soleados o ventosos, el agua se bombea al depósito superior. Por la noche, el agua vuelve a bajar por las turbinas para recuperar la energía almacenada.
Un par de embalses de 250 acres con una diferencia de elevación de 600 metros (1969 pies) y una profundidad de 20 metros (65 pies) pueden almacenar 24 gigavatios hora de energía, lo que significa que el sistema podría proporcionar 1 gigavatio de electricidad durante 24 horas , suficiente para una ciudad de un millón de habitantes.
El agua puede circular entre los embalses superior e inferior durante cien años o más. Supresores de evaporación – pequeños objetos que flotan sobre el agua para atrapar el aire húmedo – pueden ayudar a reducir la evaporación del agua. En total, la cantidad de agua necesaria para alimentar un sistema eléctrico 100% renovable es de aproximadamente 3 litros por persona al día, equivalente a 20 segundos de ducha matinal. Está un décimo de agua evaporada por persona por día en los sistemas de refrigeración de las centrales eléctricas de combustibles fósiles de EE. UU.
Almacenamiento para soportar energía 100% renovable
Se han construido pocos tanques bombeados en los Estados Unidos en los últimos años porque realmente no había necesidad de ellos, pero eso está cambiando.
En 2020, aproximadamente tres cuartos de toda la nueva capacidad eléctrica construida fue solar fotovoltaica o eólica. Sus costos han bajado, haciéndolos más barato de construir en muchas áreas que los combustibles fósiles.
Australia es instalación solar y eólica tres veces más rápido per cápita que los Estados Unidos y ya enfrenta la necesidad de Almacenamiento masivo. Tiene dos sistemas En construcción que están diseñadas para almacenar más energía que todas las baterías de servicios públicos del mundo juntas; una docena más están bajo seria consideración. Ninguno involucra nuevas represas en los ríos. El costo operativo anual es bajo y el fluido de trabajo es agua en lugar de productos químicos para baterías.
Cambiar de la electricidad a las energías renovables y luego electrificar los vehículos y la calefacción puede eliminar la mayoría de las emisiones de gases de efecto invernadero provocadas por el hombre. Estados Unidos tiene un gran potencial para el almacenamiento hidroeléctrico extraído de los ríos para lograr esto, y lo necesitará a medida que se desarrolle la energía eólica y solar.
Este artículo de Andrew Blakers, Profesor de Ingeniería, Universidad Nacional de Australia, Bin Lu, Investigador, Universidad Nacional de Australia, y Matthew Stocks, Facultad de Investigación de Ingeniería e Informática ANU, Universidad Nacional de Australia, se vuelve a publicar de La conversación bajo licencia Creative Commons. léelo artículo original.
