Parece extraño que, hoy en día, se siga extrayendo y quemando petróleo para generar electricidad. Un legado primitivo, que no solo contamina sino que también encarece y alimenta las guerras. Hay una innovación que podría hacer que tanto los combustibles fósiles actuales como algunas fuentes de energía futuras sean totalmente obsoletas, haciendo que la energía solar y eólica sean mucho más asequibles y respetuosas con el medio ambiente. Damas y caballeros: baterías de CO2.
Primero, ¿qué son las baterías de CO2?
Una batería de CO2 es una tecnología que convierte la energía del dióxido de carbono moviéndolo en un circuito cerrado. Cuando la batería se descarga, solo queda una enorme cúpula llena de dióxido de carbono a presión atmosférica. Para cargarlo, primero se bombea el CO2 fuera del domo y se comprime (lo que lo calienta). El calor se extrae y se almacena en un dispositivo conocido como TES (Almacenamiento de Energía Térmica), que transforma el CO2 en un líquido frío y denso que luego se almacena en tanques. Ahora la energía se almacena como calor en los TES y como presión en los reservorios de dióxido de carbono líquido.
La descarga de la batería de CO2 es un proceso de dos pasos.
Primero: se abren los tanques, que liberan el CO2 líquido a alta presión. Cuando escapa, la presión disminuye y hace que el CO2 vuelva a su estado gaseoso (esto hace que se expanda). Luego, el gas pasa a través del TES, donde se calienta y se expande aún más. Esta doble expansión crea una presión colosal, que se canaliza a través de una turbina que hace girar un generador y produce electricidad. El CO2, ahora a presión atmosférica, se bombea de regreso al domo, listo para cargar la batería.
Me parece complicado, y dadas las dimensiones requeridas tengo una idea de que difícilmente veremos baterías de CO2 que alimentan vehículos eléctricos-
Entonces, ¿qué hace que estas baterías de CO2 sean únicas?
La energía eólica y solar son excelentes, ya que crean mucha energía con muchas menos emisiones que otras tecnologías. Sin embargo, el viento no siempre sopla y el sol no siempre brilla. No me cansaré de repetirlo: se necesitarán baterías para almacenar energía cuando se exceda, y descargarla cuando se necesite. La batería preferida actualmente para este proceso es la batería de iones de litio, la misma tecnología que alimenta vehículos eléctricos, computadoras portátiles y teléfonos.
Las baterías de CO2 son simplemente mejores que las baterías de litio para su uso como sistemas de almacenamiento. Por cuatro razones: costo, impacto ambiental, escalabilidad y ciclo de vida.
Coste
Las baterías de litio son caras y la mayoría de los propietarios de vehículos eléctricos podrán confirmarlo. Las baterías para el almacenamiento de energía solar y eólica son aún más caras, porque son de mayor tamaño. Las baterías de CO2, por otro lado, se pueden crear con materiales fácilmente disponibles a una fracción del costo, lo que hace que los parques eólicos y solares sean mucho más baratos.
Impacto ambiental
Las baterías de iones de litio no son los "ángeles ambientales" que parecen ser. Construirlos requiere mucha energía y logística, por lo que también tienen una cierta huella de carbono (echa un vistazo a esta investigación publicada en Nature). Por no hablar de la minería necesaria para acceder a esta materia prima, y los problemas geopolíticos que provocará en los próximos años. Por otro lado, las baterías de CO2 se pueden construir utilizando materiales reciclados fácilmente disponibles. Esto hace que su impacto en nuestro planeta sea mucho más ligero.
Escalabilidad
Como sabrán, nos estamos hundiendo de cabeza en una crisis de batería. Las cadenas de suministro de materiales (y la situación mundial) no pueden manejar el crecimiento de la demanda de baterías, por lo que el precio de materiales como el litio, el níquel y el manganeso se ha disparado.
Las baterías de CO2 no tienen tales problemas. Miles y miles de estas baterías se pueden construir rápida y fácilmente; en teoría, el mundo podría adoptar esta tecnología muy rápidamente.
Ciclo vital
Las baterías de iones de litio no duran indefinidamente, como saben todos los propietarios de iPhone. La estructura interna de la celda se deteriora con cada carga y la capacidad de la batería disminuye con el tiempo. Las modernas celdas de iones de litio de gama alta pueden soportar hasta 2.000 cargas, pero las versiones menos costosas pueden sobrevivir a unos pocos cientos de cargas. ¿En resumen? Las baterías de iones de litio deberán reemplazarse aproximadamente cada 10 años.
Una vez más, las baterías de CO2 serían muy superiores, ya que no se degradan. En teoría, estas baterías podrían durar cientos de años con un mantenimiento regular.
Entonces, ¿por qué no adoptamos de inmediato las baterías de CO2?
Nadie es perfecto, y por tanto tampoco lo son las pilas de CO2. En términos de eficiencia, por ejemplo, son inferiores a los de iones de litio. Estos últimos tienen una eficiencia del 99%: si cargas uno con 1 kWh de potencia obtendrás 0,99 kWh. Las baterías de CO2 tienen la máxima eficiencia decir "solo" 80%. De momento, por tanto, para obtener la misma energía tendríamos que construir más plantas, y buenas noches a algunas de las ventajas que os he enumerado hasta ahora.
Sin embargo, una parte no significa todo. Todavía habría ahorros. Con parques solares de nueva generación (y más grandes) aún pueden mejorar la energía eólica y solar, mitigando el impacto ambiental. De hecho, sería el comienzo de un efecto dominó.
Revolución renovable
Cambiar a una red de baterías de CO2 podría desencadenar una revolución renovable. ¿Por qué molestarse en aumentar (o reintroducir) la energía nuclear, o mantener en funcionamiento las centrales eléctricas de gas cuando podríamos obtener mucha más energía (y una huella ecológica mucho menor) de un parque solar o eólico alimentado por baterías de CO2?
Demos tiempo al tiempo: se concibió la tecnología de baterías de CO2 solo en febrero de 2020, y desde entonces ya están disponibles las primeras plantas en funcionamiento. Tal rapidez de desarrollo justifica cierta confianza.
Tal vez no necesitemos un reactor de fusión o tecnología de ciencia ficción para salvar el planeta. Tal vez una tecnología ya disponible pueda producir resultados increíbles sorprendentemente rápidos, si cuenta con el apoyo adecuado.
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