La primera batería de arena del mundo entró en funcionamiento en Finlandia
Como la energía eólica y la solar son intermitentes, producen energía cuando está disponible, no cuando se necesita, lo que hace necesario un gran almacenamiento de energía. Esto puede adoptar muchas formas, desde las tradicionales "grandes baterías" de litio hasta las baterías de flujo, las baterías de cambio de fase de silicio, las baterías de sales fundidas, las baterías de hierro-aire, las baterías de gravedad, las baterías de expansión de dióxido de carbono y otras tecnologías más inusuales como las células de flotación.
En cuanto a la eficiencia energética, la potencia de salida, la ubicación, los gastos de instalación, los costes de funcionamiento, las potencias de entrada y salida, la longevidad y el tiempo que pueden almacenar electricidad, cada una tiene sus puntos fuertes y sus inconvenientes. Esto es excelente porque las diferentes soluciones satisfacen distintas demandas; algunas se suman a la red durante los picos repentinos de demanda, mientras que otras suavizan las curvas diarias fluctuantes entre la demanda y la oferta renovable. Otras ayudan a paliar la escasez de suministro estacional, como cuando la producción solar disminuye durante el invierno.
Otra del montón, originaria de Finlandia. El estreno de la primera batería de arena comercial acaba de tener lugar en la empresa de "nuevas energías" Vatajankoski, a unas cuatro horas al noroeste de Helsinki, según Polar Night Energy.
Se trata de un sistema de almacenamiento de energía térmica que utiliza un enorme tanque de acero aislado -de unos 4 metros de ancho y 7 de alto- lleno de arena común como depósito de calor. Este equipo es capaz de almacenar 8 megavatios-hora de energía con una potencia nominal de 100 kW mientras la arena se calienta a unos 500-600 grados Celsius (932-1112 °F).
Cuando surge la necesidad, esta energía se vuelve a extraer en forma de calor de la misma manera. Vatajankowski aprovecha el calor acumulado, además del generado por sus servidores de datos, para alimentar el sistema local de calefacción urbana, que se nutre de tuberías para distribuir el calor. Luego puede utilizarse para calentar estructuras o piscinas, procesos industriales o cualquier otra aplicación que demande calor.
La arena, según la empresa, sólo tiene que estar seca y libre de residuos combustibles. De hecho, la empresa cree que es una gran forma de almacenar energía. Es tan fácil y barato que Polar Night Energy afirma que los costes de instalación son inferiores a 10 euros por kilovatio-hora, y que funciona de forma totalmente automatizada sin utilizar ningún tipo de consumible.
La empresa promete que también se ampliará, con cientos de megavatios de potencia nominal generados por instalaciones con una capacidad de 20 gigavatios-hora de almacenamiento de energía y la arena calentada a 1000 °C (1.832 °F) en ciertos diseños. Si tienen la forma adecuada, los pozos de las minas en desuso pueden utilizarse para construir grandes instalaciones de almacenamiento subterráneo. No se necesitan recipientes de alta presión, sino que el componente más caro suele ser la tubería.
El nombre de la empresa, "Noche Polar", es un juego de palabras con el hecho de que ciertas zonas del norte de Finlandia no reciben luz solar durante el invierno, cuando están por encima de la latitud en la que no hay sol directo durante semanas en pleno invierno. Esta batería de arena, según la empresa, tendrá su mayor impacto en situaciones como ésta, cuando su almacenamiento a largo plazo permita calentar los edificios de forma más barata y eficaz durante el gélido invierno finlandés.
La ventaja de este contenedor de almacenamiento de arena sólida es que permite muchas "zonas" de almacenamiento de energía dentro de la arena. Es posible crear un sistema de almacenamiento de calor a largo plazo en el centro del cilindro de arena, pero son más prácticos los ciclos de uso repetido a corto plazo cerca de la superficie superior o en el exterior. Como los líquidos se mezclan y mueven constantemente, esto sería imposible en un medio líquido como el agua o la sal fundida.
Este sistema sólo se utilizará de forma generalizada en regiones con calefacción a nivel de distrito. Sin embargo, hay un número sorprendente de calefacciones de distrito en marcha. Más de la mitad de los hogares escandinavos la tienen, al igual que muchos otros países, como el norte de China y Estados Unidos.
Por ello, el marco de soluciones climáticas de Mission Innovation ha predicho que el despliegue de toda la tecnología de almacenamiento de energía de Polar Night a su máximo potencial podría eliminar suficientes fuentes de calor que queman carbono para reducir las emisiones anuales de efecto invernadero entre 57 y 283 megatoneladas de CO2 equivalente al año para 2030. Eso sería una contribución significativa en sí misma.