Algunos ingenieros están desempolvando una antigua idea para almacenar energía: usar electricidad para licuar el aire al enfriarlo hasta casi los 200 ºC bajo cero. Después, cuando se necesita la energía, se permite al aire licuado calentarse y expandirse para mover una turbina y un generador de vapor.
El concepto lo están evaluando un puñado de empresas que producen nitrógeno líquido como una forma de almacenar la energía derivada de las fuentes de energía renovables intermitentes. El aire licuado también podría usarse para mover los pistones de los motores de vehículos de bajas emisiones.
Una empresa, Highview Power Storage de Londres (Reino Unido), ha recaudado 18 millones de dólares (unos 14 millones de euros) y construido una planta piloto que usará aire líquido para almacenar energía de la red. Highview se ha asociado con Messer, la gran empresa de gas industrial, para desarrollar la tecnología. Si todo va bien, el gobie o del Reino Unido podría financiar el desarrollo de una planta más grande capaz de decidir su viabilidad comercial. Mientras, la consultora de ingeniería Ricardo está desarrollando dos tipos de motores que podrían funcionar con nitrógeno líquido, basándose en la tecnología de una spinoff de Highview Power llamada Dearman Engine.
Con el aumento de la producción de las energías renovables, el almacenaje de energía para la red tiene una importancia cada vez mayor. A corto plazo, las plantas de gas natural y las tecnologías de almacenaje de respuesta rápida como las baterías pueden mantener la red eléctrica estable (ver "Las turbinas eólicas con pilas incluidas pueden estabilizar la producción eléctrica"). Pero si queremos que el uso de energías renovables llegue a una gran escala, o si queremos reducir la dependencia de plantas de refuerzo que funcionen con combustibles fósiles, serán necesarias tecnologías capaces de almacenar horas o días de energía.
En estos esfuerzos, el coste es clave. "Al estudiar mecanismos de almacenamiento de energía, buscamos algo que se base en materiales muy baratos y procesos muy sencillos que podamos hacer al por mayor", afirma Haresh Kamath, director de programas de almacenamiento de energía en el Instituto de Investigación de la Energía Eléctrica. "Y esto definitivamente encaja en esos parámetros".
La idea se remonta a la década de 1890, en la que un inventor llamado Charles Tripler declaró haber desarrollado una forma muy barata de enfriar el aire hasta que se convertía en un líquido. También demostró que el aire licuado se podía usar para mover un motor de vapor. Tripler recibió mucha atención de la prensa en aquel momento y pudo recaudar mucho dinero para comercializar la tecnología. Sin embargo, acabó quedando claro, sobre todo después de que los inversores perdieran hasta la camisa, que había exagerado los beneficios del enfoque. Desde entonces el proceso de licuar el aire se ha ido depurando hasta ser mucho más eficaz, y la necesidad de nuevas opciones para el almacenamiento de energía ha llevado a revisar la tecnología.
El proceso de Highview Power es eficaz en un 50 a un 60 por ciento, es decir, que el aire licuado puede producir algo más de la mitad de la electricidad que cuesta hacerlo. Las baterías, por el contrario, pueden ser eficientes en más de un 90 por ciento. Pero el nuevo proceso puede compensar su ineficiencia usando el calor residual de otros proceses (ver "Audi producirá combustible usando energía solar"). Highview ha demostrado que el calor residual a baja temperatura de las plantas eléctricas, o incluso de los centros de datos, se puede usar para calentar el aire licuado. Además el sistema puede durar décadas, mientras que las baterías suele haber que reemplazarlas cada pocos años. Esta longevidad podría servir para reducir los costes generales.
Varias empresas están desarrollando formas de mejorar la eficacia en la compresión del aire, lo que también podría aumentar la eficacia del proceso de licuado. El aire licuado es cuatro veces más denso en términos energéticos que el aire comprimido, y almacenarlo a gran escala ocupa menos espacio.
El aire líquido también podría servir para coches y camiones. Un inventor llamado Peter Dearman ha creado un sistema compacto que, en vez de depender de grandes intercambiadores de calor, usa anticongelante inyectado en la cámara de combustión del motor para reciclar el calor que de otra forma se disiparía. Dearman construyó un destartalado prototipo y demostró que podía mover un coche. Ricardo está trabajando en una versión que podría acabar comercializándose.
El aire líquido almacena la energía con la densidad aproximada de las baterías de níquel-hidruro metálico y algunas baterías de ion-litio, el tipo de baterías que se usan en los coches híbridos en la actualidad. Pero según Andrew Atkins, tecnólogo senior en Ricardo, tiene una ventaja clave, se puede verter en un tanque de combustible más rápido de lo que se tarda en recargar una batería. El motor funcionaría con nitrógeno líquido -básicamente aire líquido al que se le ha quitado el oxígeno- y solo emitiría nitrógeno. Las emisiones de CO2 asociadas con este tipo de motor dependerían de la fuente de energía que se usara para licuar el nitrógeno. Ricardo también está desarrollando un motor diésel potenciado con nitrógeno líquido para mejorar su eficacia en un 50 por ciento.