Recientemente, un proyecto financiado por el Departamento de Energía de EE.UU. (DOE, por sus siglas en inglés) podría allanar el camino para la tecnología SMES capaz de almacenar energía del orden de los megavatios/hora. Esta capacidad es cada vez más requerida para las redes de electricidad que necesitan equilibrar la intermitencia de las fuentes de energía renovable.
En una conferencia de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Energía (ARPA-E) del DOE celebrada en Washington, DC el pasado 2 de marzo, la empresa de ingeniería con sede en Suiza, ABB mostró sus planes de desarrollo de un prototipo de SMES de 3.3 kilovatios-hora. El dispositivo almacenará electricidad en forma de un campo magnético generado por la corriente continua circulante por unos cables superconductores. La geometría de las bobinas superconductoras crea un campo electromagnético altamente contenido, pero se requiere relativamente poca energía para mantener el campo. La energía se libera descargando las bobinas.
ABB está colaborando con el fabricante de cables superconductores SuperPower, con el Laboratorio Nacional de Brookhaven y con la Universidad de Houston como parte de la beca de 4,2 millones de dólares de la ARPA-E. El objetivo final del grupo es desarrollar un dispositivo de 1 a 2 megavatios-hora a escala comercial que tenga un coste competitivo con las baterías de plomo-ácido, afirma el director del proyecto de ABB, V.R. Ramanan.
Igualar el precio de las baterías de ácido-plomo haría los sistemas SMES menos costosos que los circuitos compensadores, pero más caros que el bombeo hídrico o el aire comprimido, según un estudio reciente realizado por el Instituto de Investigación de la Energía Eléctrica. Actualmente, el bombeo hídrico, que almacena energía bombeando agua cuesta arriba, y el aire comprimido, que almacena energía en forma de aire comprimido en cave as subterráneas, son los dos métodos principales para el almacenamiento de energía a gran escala. Sin embargo, estos enfoques se encuentran limitados a las zonas con lagos u otros depósitos a gran altitud o con cave as subterráneas.
Una ventaja clave de los sistemas SMES sobre otras tecnologías de almacenamiento de energía es su capacidad de liberar rápidamente la energía almacenada. "Pueden pasar de completamente cargados a completamente descargados—ninguna otra tecnología puede hacer eso", afirma Cesar Luongo, coordinador de la división de imanes del proyecto Reactor Inte acional Termonuclear Experimental, emplazado en Cadarache, Francia, quien no está involucrado con el proyecto.
nLa descarga rápida hace los SMES atractivos para la rápida estabilización de las líneas de transmisión de alto voltaje durante los períodos de uso intensivo. De forma crucial, ABB está desarrollando los interruptores eléctricos que permiten que los sistemas de SMES liberen su energía poco a poco, en períodos de hasta una hora, para ayudar a compensar las caídas en la producción de fuentes de energía renovable como la eólica y la solar.
Luongo, afirma que para competir con las baterías de plomo-ácido y con otras tecnologías, los sistemas de SMES podrían necesitar ser significativamente mayores que los dispositivos de 1 a 2 megavatios-hora diseñados por ABB. Es posible que necesiten ofrecer decenas de megavatios-hora de almacenamiento, señala Luongo, "y cuánto más baratas se vuelven las otras tecnologías, más se aleja el punto de encuentro."
Steven Minnihan, analista de Lux Research, afirma que los dispositivos de SMES deberían durar más que los circuitos de compensadores y que las baterías, debido a que no tienen partes móviles. Sin embargo, también añade, los costes de los materiales se mantienen altos. "La ventaja real es su vida sustancial frente a las baterías y circuitos de compensadores, pero no creo que sea la tecnología con una mejor relación eficiencia coste", comenta Minnihan.
Los sistemas SMES tienen aproximadamente la misma esperanza de vida que los sistemas de bombeo hídrico o de aire comprimido: entre 10 y 20 años, en comparación con los 10.1 años para las pilas y los 12.8 años de los circuitos de compensadores, indica Minnihan. Él tiene sus reservas respecto al enfoque de ABB, ya que requiere grandes cantidades de cables superconductores a alta temperatura que a los precios actuales harían los sistemas de SMES a escala de redes prohibitivamente caros.
Aunque el costo de los cables superconductores ha disminuido significativamente en los últimos años, Ramanan admite que tendría que caer otro 300 por ciento para que los SMES fueran competitivos frente a las otras tecnologías de almacenamiento de energía a escala de redes. Él reconoce que la reducción del coste de los cables es un desafío técnico importante, pero añade que asumir estos desafíos es el propósito de los proyectos financiados por la ARPA-E."Si no creyéramos que esto tenía potencial, no habríamos ido a por ello", concluye él.