La energía hidroeléctrica no es precisamente un invento nuevo. Las ruedas hidráulicas se utilizaron por primera vez en la antigua Grecia; los cimientos de la ingeniería hidráulica moderna se sentaron en el siglo XVIII; y la electricidad se generó por primera vez mediante centrales hidroeléctricas de bombeo hace unos 120 años.
La central hidroeléctrica reversible (PSH, por sus siglas en inglés) consiste en bombear agua hacia un embalse en un punto más alto utilizando el exceso de electricidad, desde donde puede liberarse para generar electricidad cuando sea necesario. Los expertos lo llaman una “batería de agua”.
Pero, aunque la tecnología tiene una larga historia, existe un interés creciente debido a la expansión de las fuentes de energía renovables, que no siempre producen electricidad cuando se necesita.
Sin embargo, existen obstáculos para su adopción, entre ellos los altos costos iniciales, así como la dificultad para encontrar ubicaciones adecuadas.
¿Cómo funciona?
Durante los momentos de alta generación de energías renovables, el excedente de electricidad se utiliza para bombear agua desde un punto físicamente más bajo hacia uno más alto. La electricidad se convierte y se almacena como energía potencial gravitacional. El agua puede liberarse cuando sea necesario para generar electricidad.
Históricamente, las centrales de almacenamiento por bombeo requieren un terreno con características específicas, con la creación o la presencia de grandes cuerpos de agua con diferencias de altura significativas.
La instalación de almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo más grande de América del Norte, llamada Estación de Almacenamiento por Bombeo del Condado de Bath, se encuentra en las Montañas Allegheny de Virginia, por ejemplo.
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Las compañías también están experimentando con el uso de fluidos distintos al agua, como mezclas de minerales y agua de alta densidad.
RheEnergise, una compañía de almacenamiento de energía por bombeo con sede en Londres, está probando un líquido más pesado y un sistema de circuito cerrado.
“Nuestro fluido tiene dos veces y media la densidad del agua... Fluye libremente como una leche cremosa”, dice Stephen Crosher, director ejecutivo de RheEnergise.
El uso de un fluido de mayor densidad le permite a la compañía construir centrales hidroeléctricas de bombeo en colinas, en lugar de en montañas, lo que amplía el número de sitios donde se pueden construir estas centrales. El espacio que ocupa el fluido también es menor. “Ofrecemos la ventaja de la velocidad y la escalabilidad”, dice Crosher. La tecnología se está probando en un sitio en el suroeste del Reino Unido.
¿Cuáles son las ventajas y desventajas?
La energía hidroeléctrica de bombeo ofrece almacenamiento a gran escala y de larga duración que puede complementar la generación eléctrica variable procedente de las fuentes renovables, dice George Aggidis, profesor emérito de ingeniería energética en la Universidad de Lancaster.
La infraestructura de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo tiene una larga vida útil y es una tecnología comprobada con bajas emisiones operativas, señala.
Pero, aunque la tecnología está bien establecida, también hay margen para mejoras significativas, añade, especialmente para hacer que la infraestructura sea más flexible y pueda responder a los cambios rápidos en la producción de energía renovable.
Entre las desventajas se encuentran los elevados costos iniciales de capital, las limitaciones geográficas — como disponer de espacio para embalses a diferentes alturas y en ubicaciones lo suficientemente cercanas a la red eléctrica — y la gestión de los impactos ambientales y sociales que conlleva la construcción de las nuevas estructuras.
¿Salvará al planeta?
Una vez construidas, las centrales hidroeléctricas de bombeo no queman combustible. Y dado que el mundo necesita generar más energía para satisfacer la creciente demanda, existe una necesidad urgente de hacer que la red eléctrica sea más estable.
“La inteligencia artificial, los vehículos eléctricos, el aire acondicionado… todos ellos están ejerciendo una enorme presión sobre la red y requerirán confiabilidad las 24 horas del día, los 7 días de la semana”, dice Eddie Rich, director ejecutivo de la Asociación Internacional de Energía Hidroeléctrica (IHA, por sus siglas en inglés). “Durante la noche o en las estaciones en las que se necesita almacenamiento de energía de larga duración, el almacenamiento por bombeo lo proporciona”, dice.
¿Ya es una realidad?
El almacenamiento hidroeléctrico por bombeo es la forma de almacenamiento de energía más grande del mundo, y el año pasado superó por primera vez los 200 gigavatios a nivel mundial, según la IHA.
La cartera global actual incluye más de 621 GW de almacenamiento por bombeo en desarrollo, de los cuales casi 243 GW se encuentran en construcción, según la asociación.
¿Quiénes son los ganadores y los perdedores?
Los sectores que se beneficiarán de esta tecnología son la energía solar y la eólica, ya que sus centrales pueden proporcionar energía constante cuando cuentan con el respaldo de baterías de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo, afirma Andrew Blakers, profesor de ingeniería en la Universidad Nacional de Australia.
Por otro lado, las centrales de carbón y gas podrían verse perjudicadas por esta tecnología, ya que podrían ser reemplazadas por centrales hidroeléctricas capaces de suministrar electricidad durante semanas lluviosas o sin viento, señala Blakers.
¿Quién está invirtiendo en ello?
Históricamente, los mayores conjuntos de instalaciones se han encontrado en China, Japón, EE.UU. y Europa; sin embargo, su implementación se está expandiendo rápidamente en India y Australia.
India planea poner en funcionamiento 100 GW de proyectos de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo para 2035-2036 a fin de satisfacer la creciente demanda de almacenamiento de energía limpia, según S&P Global.
“Éste es un mercado en expansión que, en las condiciones adecuadas, puede ser muy rentable”, dice Rich, de la IHA.
