Energía verde: cómo funciona la revolucionaria batería de arena desarrollada por Finlandia

Investigadores finlandeses instalaron la primera “batería de arena” completamente operativa, que puede almacenar energía verde durante meses. Los investigadores señalan que la nueva batería podría resolver uno de los grandes problemas de las energías renovables: asegurar el suministro continuo durante todo el año.

El dispositivo utiliza arena de bajo grado que es calentada con electricidad barata producida con energía solar o eólica. La arena almacena calor a unos 500°C, que puede utilizarse luego para calentar hogares en invierno cuando la energía es más cara. Finlandia importa de Rusia la mayor parte del gas que consume y la guerra en Ucrania intensificó el interés en alternativas viables.

El país tiene la frontera más extensa con Rusia de todas las naciones europeas. Recientemente Moscú suspendió el suministro de gas y electricidad al país nórdico por su solicitud de ingreso a la OTAN. Tanto los políticos como los ciudadanos en Finlandia están preocupados por la posible escasez de calor y luz, especialmente durante el largo y frío invierno.

Pero en el oeste del país, una pequeña planta generadora usa un nuevo sistema que podría ayudar a aliviar esa inquietud. ¿El elemento clave de esta tecnología? Cerca de 100 toneladas del tipo de arena usada en la construcción, apiladas en un silo. Estos toscos granos de arena podrían ser una forma simple y barata de almacenar energía para cuando más se necesita.

Si bien puede incorporarse rápidamente más paneles solares o torres eólicas a las redes elétricas, estas fuentes de energía también plantean grandes desafíos. El mayor problema es la intermitencia, en otras palabras, cómo mantener las luces encendidas cuando el sol no brilla o no hay suficiente viento.

Conectar más recursos renovables también requiere agregar otras fuentes de energía para balancear la red eléctrica, ya que muy poca o demasiada potencia puede hacer que colapse. La respuesta más obvia sería utilizar a gran escala baterías que almacenen y balanceen la energía a medida que la red se vuelve más verde.

Pero actualmente la mayoría de las baterías son hechas con litio, ocupan un espacio considerable, son costosas y solo pueden lidiar con una cantidad limitada de potencia adicional. De ahí el interés en soluciones como las de Kankaanpää, un pueblo en el que un equipo de jóvenes ingenieros finlandeses completó la instalación del primer sistema comercial con una batería de arena.

“Cuando se produce un gran incremento de electricidad verde, lo que buscamos es almacenarla realmente rápido”, afirmó Markku Ylönen, uno de los dos fundadores de la compañía Polar Night Energy, que desarrolló la batería de arena. El nuevo diseño fue instalado en la planta generadora de Vatajankoski, que suministra electricidad al distrito circundante.

Electricidad producida a bajo costo se usa para calentar la arena a una temperatura de hasta 500°C por resistencia (el mismo proceso utilizado en los calentadores eléctricos). Una corriente de aire caliente es recirculada en la arena, que pierde calor muy lentamente y es un medio muy efectivo para almacenarlo. Los ingenieros aseguran que su batería puede mantener la arena a unos 500°C durante meses.

Cuando los precios de la energía suben, la batería puede liberar aire a altas temperaturas para calentar el agua en el sistema de calefacción distrital, que a su vez caldea hogares, oficinas e incluso la piscina local.

Granos que reducen costos

La idea de la batería de arena fue probada inicialmente en una planta de celulosa en la ciudad de Tampere. Las autoridades locales donaron el espacio físico y los fondos para que el proyecto fuera una realidad. “Si tenemos plantas generadoras que solo trabajan unas horas en invierno cuando hace más frío eso sería extremadamente caro”, dijo Elina Seppänen, especialista en energía y clima en Tampere.

“Sin embargo, si contamos con soluciones que ofrecen flexibilidad en el uso y almacenamiento de calor, creo que esto ayudará mucho en términos de costos”. Uno de los mayores desafíos ahora será escalar esta tecnología y usarla para obtener electricidad además de calor.

La eficiencia del sistema cae en forma dramática cuando se usa para suministrar electricidad a la red. Sin embargo, almacenar energía verde en forma de calor también puede ser una oportunidad para el sector industrial, donde el calor usado en la producción de alimentos, bebidas, textiles o medicamentos proviene de la quema de combustibles fósiles.

Otros grupos de investigación, como el Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos, US National Renewable Energy Laboratory, también estudian el uso de baterías de arena. Pero Finlandia es el primer país con un sistema comercial y operativo que viene funcionando bien, de acuerdo al hombre que apostó por esta tecnología.

“Es realmente simple, pero nos gustó la idea de probar algo nuevo, de ser los primeros en el mundo en hacerlo”, señaló Pekka Passi, director de la planta generadora de Vatajankoski. “Parece algo un poco loco, pero creo que será un éxito”.