Desde Finlandia hasta China, el sector del almacenamiento busca materiales sencillos y sistemas duraderos para gestionar una red eléctrica cada vez más alimentada por energía solar y eólica.

Un silo de trece metros de altura lleno con aproximadamente dos mil toneladas de piedra triturada, bloques refractarios calentados a casi mil grados Celsius y grandes masas que se elevan y luego se bajan. Algunas de las tecnologías que se están desarrollando para abordar uno de los problemas más complejos de la transición energética tienen algo en común: utilizan principios físicos conocidos desde hace siglos y materiales mucho menos sofisticados que los que se encuentran en las baterías electroquímicas modernas.

La cuestión a resolver es la variabilidad de la producción renovableUn sistema fotovoltaico genera electricidad cuando hay radiación solar disponible, una turbina eólica cuando hay suficiente viento, mientras que el consumo sigue curvas diferentes. Cuanto mayor sea la proporción de fuentes intermitentes, mayor será la necesidad de desplazar parte de la energía producida a lo largo del tiempo, así como de modernizar las redes y flexibilizar su gestión.

Las baterías para el iones de litio En la actualidad, representan la tecnología electroquímica dominante, gracias a su rápida respuesta, la progresiva reducción de costes y la posibilidad de instalarlas prácticamente en cualquier lugar.Agencia Internacional de Energía Calculó que para respaldar el objetivo de triplicar la capacidad renovable mundial, el almacenamiento mundial tendría que alcanzar aproximadamente 1.500 gigavatios para 2030En el escenario de cero emisiones netas de la agencia, 1.200 gigavatios estarían compuestos por baterías. Pero una red eléctrica con cantidades crecientes de energía solar y eólica no requiere un solo tipo de almacenamiento: la durabilidad, la potencia, los tiempos de respuesta, el costo, la disponibilidad de materias primas y el destino final de la energía varían radicalmente de una aplicación a otra.

La arena conserva energía al convertir la electricidad en calor.

Un ejemplo concreto proviene de Finlandia, ¿Dónde Energía de la noche polar ha desarrollado un sistema de almacenamiento térmico de alta temperatura conocido como Batería de arenaEl nombre podría llevar a imaginar una batería eléctrica convencional, pero su funcionamiento es diferente: la electricidad se convierte en calor y este último se almacena dentro de una masa sólida debidamente aislada.

La instalación más grande construida por la empresa hasta la fecha entró en servicio en junio de 2025. chica porno, para la red de calefacción urbana operada por Loviisan Lämpö. La unidad mide aproximadamente 13 metros de alto y 15 metros de ancho, desarrolla una potencia térmica de un megavatio y puede almacenar 100 megavatios hora de energía térmica. Contrariamente a lo que podría sugerir el término “arena”, la planta utiliza aproximadamente dos mil toneladas de esteatita triturada, material recuperado como subproducto industrial.

El principio sigue siendo el de almacenamiento en un material granular: cuando hay electricidad disponible, el sistema calienta el medio de almacenamiento mediante un circuito cerrado de aire; la energía térmica se retiene en el tanque aislado y posteriormente se transfiere a la red de calefacción. En este caso, por lo tanto, la capacidad expresada en megavatios-hora térmicos no debe confundirse con la de una batería diseñada para devolver electricidad directamente a la red.

El primer año de funcionamiento de la planta de Pornainen ya proporciona un punto de referencia operativo. En junio de 2026, Polar Night Energy informó que el sistema había cumplido sus objetivos de rendimiento y que las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas con la red local de calefacción urbana habían disminuido en un 70 cientoLos datos se refieren a una aplicación específica y no pueden transferirse automáticamente a otros sistemas energéticos, pero demuestran cómo el almacenamiento térmico puede desempeñar un papel industrial cuando la demanda final es precisamente calor.

Esta distinción determina el ámbito de aplicación. Convertir la electricidad en calor y luego usarla directamente evita la necesidad de reconvertir constantemente la energía térmica en electricidad. Por lo tanto, la calefacción urbana y los procesos industriales de alta temperatura se convierten en candidatos naturales para sistemas basados ​​en arena, roca u otros materiales sólidos abundantes. La disponibilidad del medio de almacenamiento también reduce la dependencia de litio, níquel y cobalto, si bien el impacto global debe evaluarse teniendo en cuenta la construcción, el aislamiento, los sistemas auxiliares y el origen de la electricidad utilizada.

Los bloques refractarios provocan acumulación dentro de las fábricas.

La misma lógica física se puede aplicar a ladrillos refractariosEn lugar de almacenar cargas mediante reacciones químicas, estos sistemas transforman la electricidad en calor y la almacenan en materiales capaces de soportar altas temperaturas. El concepto recuerda a tecnologías utilizadas durante mucho tiempo en las industrias del acero, la cerámica y el vidrio, pero se reinterpreta para un sistema energético en el que la electricidad renovable puede estar disponible en cantidades que superan la demanda instantánea.

Cuando la generación eólica o fotovoltaica es abundante, los elementos resistivos pueden convertir la electricidad en calor y calentar bloques cerámicos o refractarios a varios cientos de grados, hasta temperaturas cercanas a 1.000 gradi Celsius En algunas configuraciones, la energía almacenada puede transferirse posteriormente en forma de aire caliente, vapor u otros fluidos caloportadores y utilizarse en procesos de producción.

La diferencia con respecto a las baterías electroquímicas es sustancial. Para estabilizar rápidamente la frecuencia y el voltaje de la red eléctrica o para suministrar electricidad durante unas horas, las baterías de litio poseen características difíciles de reemplazar. almacenamiento térmicoSin embargo, puede resultar interesante cuando la energía que requiere el usuario final es calor industrial, evitando una mayor conversión y permitiendo el uso de materiales relativamente baratos y disponibles.

La vida útil del medio de almacenamiento es otro factor a considerar. Un bloque refractario no experimenta las mismas reacciones químicas que provocan el envejecimiento, como sí ocurre en una celda electroquímica. Esto no significa que un sistema térmico esté exento de desgaste: los elementos calefactores, los ventiladores, los intercambiadores de calor, el aislamiento y los componentes mecánicos requieren mantenimiento. Sin embargo, la parte destinada a almacenar físicamente el calor puede diseñarse para un número muy elevado de ciclos, lo que modifica la estructura de costes a lo largo de la vida útil de la infraestructura.

Esta característica es particularmente importante en sectores industriales difíciles de descarbonizar. Las industrias del cemento, el acero, los productos químicos, el papel y la alimentación consumen grandes cantidades de energía térmica, y parte de esta demanda aún se satisface mediante la combustión de gas natural, carbón u otros combustibles. La electrificación combinada con el almacenamiento térmico permite a las fábricas generar calor cuando hay electricidad renovable disponible y consumirlo posteriormente, separando, al menos parcialmente, la producción de electricidad de los procesos industriales.

Elevar una masa para devolver electricidad a la red.

Otra familia de tecnologías también elimina la conversión de calor y vuelve directamente a la mecánica. almacenamiento gravitacional Utiliza electricidad para elevar una masa y convertirla en energía potencial. Cuando la red eléctrica requiere energía, la masa desciende de forma controlada y el movimiento activa generadores que devuelven electricidad.

El principio está estrechamente relacionado con el de laalmacenamiento hidroeléctrico por bombeoEn las centrales eléctricas tradicionales, la energía se almacena transfiriendo agua de un depósito inferior a uno superior, mientras que en los nuevos sistemas gravitacionales, el agua puede sustituirse por bloques, pesas u otros cuerpos sólidos. Esta diferencia es significativa, ya que, en teoría, permite instalar sistemas gravitacionales incluso en lugares donde la geografía no permite la construcción de dos grandes depósitos.

Entre las empresas que están industrializando el concepto se encuentra la suizo-estadounidense Bóveda de energía. En Rudong, en la provincia china de Jiangsu, un sistema EVx con una potencia indicada de 25 megavatios y una capacidad de 100 megavatios hora, equivalente a cuatro horas de suministro eléctrico a potencia nominal. La instalación está ubicada junto a un parque eólico y la red eléctrica nacional china, y utiliza masas sólidas que se mueven verticalmente para almacenar y liberar energía.

El proyecto también destaca otra característica de la tecnología: el medio que almacena la energía no está sujeto a la degradación electroquímica típica de las pilas. Energy Vault indica una vida útil prevista de 10 000 horas para el sistema. 35 años y una eficiencia esperada de ida y vuelta superior al 80 por ciento. Estos son valores declarados por el fabricante, y su relevancia industrial depende del rendimiento real durante un funcionamiento prolongado, el mantenimiento requerido y el costo total de la energía almacenada.

Otros proyectos están estudiando una variante particularmente interesante para los territorios que han abandonado la minería: el uso de la pozos de minas abandonadas Como infraestructuras verticales para el izado y descenso de cargas, la ventaja potencial reside en la reutilización de las estructuras subterráneas existentes, transformando un elemento del antiguo sistema industrial en un componente de la nueva infraestructura energética. Sin embargo, la geología, la profundidad, las condiciones estructurales y los costes de rehabilitación hacen que cada emplazamiento sea único.

Una red eléctrica renovable necesitará sistemas de almacenamiento diferentes.

Por lo tanto, la arena, los ladrillos y la gravedad no son tres sustitutos universales de las baterías de litio. Más bien, satisfacen diferentes necesidades dentro del mismo problema: desacoplar temporalmente la producción y el consumo de energíaY es precisamente la diversificación de funciones lo que explica por qué una comparación basada únicamente en la capacidad nominal puede resultar engañosa.

Una batería de iones de litio puede reaccionar muy rápidamente a las demandas de la red y es particularmente eficaz para servicios de regulación y almacenamiento del orden de unas pocas horas. La IEA señala que los sistemas electroquímicos son particularmente adecuados para proporcionar flexibilidad durante períodos que van desde aproximadamente una y ocho horasPor otro lado, el almacenamiento térmico puede retener energía durante períodos más prolongados cuando el producto final requerido es calor, mientras que los sistemas gravitacionales se centran en la longevidad de la infraestructura y la capacidad de repetir numerosos ciclos sin degradar químicamente el medio de almacenamiento.

La necesidad de diferenciar las tecnologías también surge del tamaño previsto del mercado. En 2023, más de 1000 tecnologías ya estaban en funcionamiento en el sector eléctrico mundial. 85 gigavatios de baterías Y ese mismo año se añadieron aproximadamente 42 gigavatios. Según la Agencia Internacional de Energía, para mantener una trayectoria compatible con el fuerte crecimiento de la energía solar y eólica, la capacidad total de almacenamiento global tendría que multiplicarse por seis aproximadamente para finales de la década.

Por lo tanto, el litio mantendrá una posición central. Sus costos promedio han disminuido aproximadamente. 90 por ciento desde 2010 Las tecnologías de fosfato de hierro y litio han reducido la necesidad de níquel y cobalto en muchas aplicaciones estacionarias. Sin embargo, persisten la concentración geográfica de algunas etapas de la cadena de producción, la creciente demanda de minerales críticos y el reciclaje y la degradación de las celdas. En 2023, según la AIE, China concentraba casi el 85 % de la capacidad mundial de producción de celdas.

Por lo tanto, la respuesta industrial podría consistir no en identificar una única "batería del futuro", sino en construir una cartera de tecnologías complementarias. TernaEn su análisis de las alternativas de almacenamiento en Italia, el estudio sitúa las soluciones electroquímicas, térmicas y gravitacionales dentro de un sistema en el que las redes, la nueva capacidad renovable y el almacenamiento deben evolucionar conjuntamente.

Las naranjas amargas caídas de los árboles de la ciudad se convierten en biogás.

Además, existen formas de integración energética que van más allá del almacenamiento en sí. SevillaPor ejemplo, se han probado naranjas amargas caídas de los árboles urbanos como materia prima para la transformación en biogás, destinado a plantas de tratamiento de aguas residuales y a la producción de energía. El principio industrial es diferente al de una batería, pero forma parte de la misma búsqueda por conectar los flujos urbanos, los residuos y la producción y el consumo de energía.

Para los operadores de la red eléctrica, el criterio decisivo sigue siendo la función requerida. Estabilizar el sistema en segundos, trasladar la producción fotovoltaica de la tarde a la noche, suministrar calor a una fábrica durante muchas horas o almacenar energía durante periodos prolongados son problemas técnicamente diferentes. La potencia, la capacidad, la eficiencia, la durabilidad, la velocidad de respuesta, el uso del suelo, la disponibilidad de materiales y el coste por ciclo determinan la solución más adecuada.

El crecimiento de las fuentes renovables hace que esta distinción sea cada vez más concreta. Almacenar energía no significa necesariamente almacenarla en forma de electrones dentro de una célula: puede significar calentar dos mil toneladas de roca, llevar ladrillos refractarios a alta temperatura, bombear agua a una cuenca más alta o levantar una masa de muchas toneladasLa física subyacente a estas soluciones se comprende en gran medida desde hace tiempo. La innovación industrial reside en su escalabilidad, control e integración en las redes eléctricas, donde la producción dependerá cada vez más de fuentes variables.

Por lo tanto, la comparación real se basará en datos operativos: coste de la energía realmente recuperada, eficiencia tras miles de ciclos, mantenimiento, vida útil del sistema, velocidad de respuesta y capacidad de replicación a gran escala. transición energética No se necesita arena, ladrillos ni gravedad para vencer al litio, sino que cada tecnología debe utilizarse donde sus características físicas y económicas permitan resolver mejor un problema de almacenamiento específico.

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