Ramon

Ramon
Ramon Gallart

diumenge, 8 de març del 2020

Energia gravitacional com a complement per les fonts renovables.

Un equip de científics europeus proposa utilitzar les muntanyes per construir un nou tipus de bateries per a l’emmagatzematge d’energia.

La naturalesa intermitent de fonts d’energia com el solar i  la eòlica, ha dificultat la seva incorporació a les xarxes elèctriques que requereixen un subministrament elèctric constant. Per proporcionar energia ininterrompuda, els operadors de la xarxa han d’emmagatzemar energia extra  quan el sol brilla o bufa el vent, de manera que es pot distribuir  aquesta energia, quan no hi ha sol o vent.

Una il·lustració mostra com es configurarien els llocs per a un hipotètic sistema d’emmagatzematge d’energia de muntanya.
Font: IIASA
Un dels grans reptes de fer que el 100 % de les energies renovables sigui una realitat, és l'emmagatzematge.

Actualment, les bateries d’ions de liti dominen el mercat d’emmagatzematge d’energia, però aquestes s’adapten millor a l’emmagatzematge a curt termini, perquè la càrrega que mantenen es dissipa amb el pas del temps. Per emmagatzemar energia suficient durant mesos o anys, caldria moltes bateries, que són massa cares per ser una opció factible.

El nou sistema proposat, permetria complementar l’ús de bateries d’ió de liti per a l’emmagatzematge d’energia a llarg termini: Mountain Gravity Energy Storage o MGES. Semblant a la potència hidroelèctrica, MGES consisteix en emmagatzemar material en alçada per produir energia gràcies a la gravetat. L’energia elèctrica es recupera quan el material emmagatzemat baixa i les turbines  generen electricitat. 

En lloc de construir una presa, es proposa construir un gran dipòsit de sorra o grava. La clau del MGES rau en trobar dos llocs de muntanya amb una diferència de desnivell adequada: és ideal els 1.000 metres. Com més gran sigui la diferència d'altura, més barata serà la tecnologia.

Els llocs tindran un aspecte similar, amb cadascun compost d'una estació similar a la d'una mina per emmagatzemar la sorra o la grava, i una estació d'ompliment directament a sota d'ella. Les vàlvules alliberarien el material als contenidors d'espera, que després seran transportats a través de grues i cables motoritzats fins a la part més alta. Allà s’emmagatzema la sorra o la grava – que pot ser durant setmanes, mesos o fins i tot anys– fins que calgui ser utilitzarda. Quan el material baixa  de nou des de la muntanya, l’energia gravitacional emmagatzemada s’allibera i es converteix en energia elèctrica.


Una il·lustració mostra com el material es desplaçaria amunt i avall en un sistema d’emmagatzematge d’energia de muntanya.
Font: IIASA

El sistema és molt flexible,  perquè fàcilment es pot modificar  la velocitat dels cables, augmentar la càrrega o canviar el nombre de contenidors per poder satisfer les diferents exigències energètiques.  MGES podria ser millor que els mètodes tradicionals d’emmagatzematge com són les  preses hidroelèctriques i les centrals reversibles de  bombeig perquè el seu impacte sobre el medi ambient és baix. A més, les piles de sorra són barates, més barates que l’aigua i laa sorra, no s’evapora.

S'estima que el cost anual d’emmagatzemar d'energia mitjançant aquest sistema oscil·larà entre 50 US$ a 100 US$ per MWh. En comparació, les bateries d’ions de liti costen almenys 10 vegades més. A més, l'energia gastada per transportar materials a la part superior es compensaria amb la quantitat d'energia gravitatòria que produeix el sistema.  

La satart-up suïssa Energy Vault, va desenvolupar una “bateria” que consisteix en aixecar i alliberar 5.000 blocs de formigó a través d’un edifici de 33 plantes a Edimburg. Té previst retirar pesos en pous en desús miners.  

La tecnologia MGES serà especialment útil per a les xarxes poc exigents d’emmagatzematge d’energia. Es tracta normalment de les micro-grids que utilitzen menys de 20 MW, o la quantitat d'energia que cal per alimentar 7.000 cases de quatre habitacions. Potencialment, la tecnologia pot aplicar-se a petites illes on el cost del subministrament d’energia és elevat i la demanda sol ser estacional a causa del turisme. 

Font: IEEE Spectrum