La energía eólica y solar son fuentes de energía abundantes, limpias y cada vez más baratas, y ya contribuyen significativamente a los esfuerzos para descarbonizar la red eléctrica. Pero como el sol brilla solo una parte del día y el viento es impredecible o más fuerte por la noche, estas fuentes de energía no son consistentes.
Si se produce más energía de la que necesita la red eléctrica, la capacidad de los parques eólicos y solares simplemente se desperdicia. Peor aún, si la demanda de electricidad aumenta durante los períodos de baja generación de energía renovable, las empresas de servicios públicos a menudo activarán las llamadas «plantas de mayor potencia» que emiten grandes cantidades de CO2 en comparación con las centrales eléctricas ordinarias. Sin una tecnología limpia y rentable para almacenar energía renovable para atender estos picos, la cantidad de energía renovable que la red puede manejar podría limitarse, y el crecimiento de la energía renovable en la próxima década podría estancarse.
Existen tecnologías para ayudar a la red a hacer frente a los rápidos picos de demanda y almacenar energía durante varios meses. Pero las soluciones actuales son caras y no captan toda la energía producida por fuentes de energía renovables. ¿Qué pasaría si pudiéramos aprovechar al máximo la energía renovable con un sistema económico que pudiera ubicarse en cualquier lugar y almacenar energía durante unas pocas horas o incluso hasta varias semanas?
El profesor de física de Stanford, ganador del premio Nobel, Robert Laughlin, diseñó un sistema teórico que almacena electricidad como calor (en sal fundida a alta temperatura) y frío (en un líquido a baja temperatura similar al anticongelante que tiene en su automóvil). La energía almacenada en la sal se puede conservar durante días o incluso semanas, hasta que se necesite.
En el sistema de Malta de Alphabet, la energía se almacena como energía térmica, tanto calor como frío. La termodinámica detrás de la tecnología de almacenamiento de Malta se muestra aquí:
En su trabajo, el profesor Laughlin trazó el sistema general y probó las matemáticas de cómo todos los componentes deberían funcionar juntos. X decidió formar un pequeño equipo para dar el siguiente paso: diseñar los componentes individuales y comprender el sistema en general lo suficientemente bien como para evaluar si esto funcionaría en el mundo real y a un precio competitivo.
Después de más de 2 años construyendo dibujos CAD, ejecutando extensas simulaciones por computadora e imprimiendo muchas piezas en 3D, el equipo de X tiene diseños de ingeniería detallados que están casi listos para convertirse en maquinaria real, hasta el ángulo exacto de cada cuchilla en una turbina y la resistencia y el grosor del material utilizado.
(Izquierda) Siyuan ajusta los dibujos CAD de la tecnología que facilita el proceso de enfriamiento. (Derecha) Para construir un sistema altamente eficiente, el equipo necesita diseñar desde todos los ángulos. Aquí, Sebastian, Adrienne y Siyuan miran un prototipo 3D para discutir la altura de la hoja.
El equipo también ha aprendido que este sistema tiene algunas cualidades importantes que lo hacen viable desde una perspectiva ambiental y de costos:
- Componentes económicos. Aunque las turbinas y los intercambiadores de calor necesitan ingeniería personalizada, gran parte del sistema utiliza tecnología convencional: los tanques de acero, el aire y los líquidos refrigerantes son fáciles de adquirir. La sal se extrae fácilmente de la tierra y se puede usar una y otra vez para almacenar calor sin degradar ni emitir subproductos tóxicos.
- Ubicación flexible. Este sistema no depende del clima en particular ni de ubicaciones específicas. Puede estar cerca de la fuente de energía renovable, o cerca de donde hay una gran demanda en la red eléctrica.
- De larga duración y fácil de expandir. Los tanques de sal se pueden cargar y recargar miles de veces, posiblemente hasta 40 años, tres o más veces más que otras opciones de almacenamiento actuales. Para agregar más capacidad de almacenamiento, simplemente agregue más tanques de sal y tanques de líquido frío, lo que mantiene bajos los costos del sistema.
Malta se está moviendo rápidamente para probar la viabilidad comercial y está buscando socios de la industria innovadores y de vanguardia que nos ayuden a dar vida a este sistema.
El siguiente paso es construir una planta prototipo a escala de megavatios que sea lo suficientemente grande como para probar la tecnología a escala comercial. Malta está buscando socios con la experiencia para construir, operar y conectar un prototipo a la red. Además, X está interesado en hablar con clientes de almacenamiento de energía a escala de red, fabricantes de sistemas de energía y empresas de construcción de sistemas de energía.