ESCOCIA SUMINISTRARÁ ENERGÍA OFFSHORE A INGLATERRA
Las previsiones oficiales para la generación eléctrica offshore en el Reino Unido son que en 2030 alcanzarán una potencia instalada de 40 GW, la mayor parte de ellos en las costas escocesas del mar del Norte: suficientes para atender el consumo doméstico de todo el país. Enviar Actualmente la costa este de Escocia ya cuenta con aproximadamente 1 GW de parques eólicos marinos operativos y otros 4,4 GW en proyecto.
Todo ello supone que deberán implementarse vías de transporte energético, sobre todo entre Escocia e Inglaterra, para una apropiada distribución de la misma a las zonas de mayor consumo. Con ese propósito se han dado los pasos para la transmisión en dos líneas de transporte que bajo la denominación común Scotland to England Green Link, responden a las siglas SEGL 1 y SEGL 2. Se trata de líneas submarinas HVDC (high-voltage direct current), con posibilidad de transmitir 2 GW de potencia cada una, cuyo proyecto ha sido desarrollado desde 2020 por la Scottish Hydro Electric Transmission (SHE-Transmission), la Scottish Power Transmission (SPT) y la National Grid Electricity Transmission del Reino Unido. Se espera que los trabajos de construcción comiencen en 2025 y que las líneas submarinas puedan entrar en operación en 2030- El primer enlace de 2 GW irá de Torness (Escocia) a la subestación de Hawthorn Pit, en el condado de Durham (Inglaterra), con unos 176 km de cable submarino. El segundo enlace, también de 2 GV partirá de Peterhead, en Aberdeenshire (Escocia), y terminará en Drax, en North Yorkshire (Inglaterra), con 440 km de cable submarino y 65 km de cable enterrado desde la localidad costera de Wilsthorpe hasta la citada Drax donde se situará la estación de recepción y conversión. Se prevé que la transmisión del cable HVDC sea a 525 kV.
⦁ Una batería construida para satélites lleva el almacenamiento a escala de red a la Tierra
La startup EnerVenue, con sede en California, ha reconstruido baterías de níquel-hidrógeno (una tecnología de batería satelital de la NASA) para implementarlas en instalaciones de almacenamiento de energía a escala de red. ENERVENUE.
Las tecnologías espaciales están diseñadas para ser resistentes, seguras y duraderas. Entonces, ¿qué sucede cuando se trae a la Tierra la química de la batería desplegada en la Estación Espacial Internacional, níquel-hidrógeno.
«[Es] la batería más duradera jamás inventada», dice Jorg Heinemann. Las baterías de níquel-hidrógeno, afirma, pueden durar 30.000 ciclos de carga, son ignífugas y superan a las baterías de iones de litio en una serie de métricas clave para el almacenamiento de energía a gran escala.
Heinemann es director ejecutivo de EnerVenue , un fabricante de baterías de níquel-hidrógeno con sede en Fremont, California. «Nuestro costo es comparable al de los iones de litio y utilizamos materiales abundantes en la Tierra», dice. “El níquel es lo más caro que utilizamos. Operamos con una eficiencia de ida y vuelta del 90 por ciento, más eficiente que los iones de litio. Y básicamente no hay mantenimiento para esta batería, fue diseñada para ser enviada en un cohete al espacio exterior”.
Las baterías de níquel-hidrógeno pueden funcionar durante decenas de miles de ciclos, lo que les da una vida útil de más de 30 años.
Este otoño, la compañía terminará la construcción de una gigafábrica de 92.900 metros cuadrados en Kentucky que comenzará fabricando hasta 5 gigavatios-hora de baterías al año. Proyecta que la instalación alcanzará su capacidad total cuando produzca 20 GWh de células al año.
Las baterías de níquel-hidrógeno se ven y funcionan como ninguna otra batería. Consisten en una pila de electrodos dentro de un tanque de gas a presión. El cátodo es hidróxido de níquel y el ánodo es hidrógeno. Cuando la batería se está cargando, una reacción catalítica genera gas hidrógeno. Durante la descarga, el hidrógeno se oxida y se convierte nuevamente en agua.
La química fue diseñada en la década de 1970 y elegida para el programa espacial porque “entonces realmente no había otras alternativas”, dice Heinemann. Los iones de litio estaban en su infancia y duraban unos 200 ciclos, mientras que el plomo-ácido duraba unos 500.
Las baterías de níquel-hidrógeno pueden funcionar durante decenas de miles de ciclos, lo que les da una vida útil de más de 30 años. Su uso de costosos catalizadores de platino los mantuvo relegados a aplicaciones espaciales hasta hace cinco años, cuando el equipo del profesor de ciencia e ingeniería de materiales de Stanford y empresario de baterías Yi Cui encontró un catalizador económico de aleación de níquel-molibdeno-cobalto para la batería que cuesta 20 dólares el kilogramo.
Las baterías de níquel-hidrógeno pueden funcionar dCui ayudó a lanzar EnerVenue en 2020 y ahora es el presidente y director de tecnología de la startup. Las baterías de última generación de la compañía, presentadas a principios de septiembre, son tanques que miden 1,8 metros de largo (6 pies) y 15 centímetros de ancho (6 pulgadas) con una capacidad de energía de 3 kWh, dice Heinemann.
“Yo lo llamo la prueba de la barbacoa. Tomamos la batería, la ponemos al fuego y observamos cómo continúa calentándose”. —Jorg Heinemann, EnerVenue
La necesidad de un recipiente presurizado llama la atención, añade, pero las reacciones son muy estables y, a medida que el gas hidrógeno se acumula dentro del tanque, alcanza una presión máxima que es aproximadamente el 5 por ciento de lo que normalmente alcanzaría una pila de combustible de hidrógeno. La naturaleza de la química es tal que si la presión continúa aumentando más allá del máximo, fuerza la recombinación del hidrógeno nuevamente en agua. Por lo tanto, no existe ningún mecanismo para la fuga térmica como ocurre en el caso de los iones de litio, donde los subproductos de la reacción a veces pueden provocar una acumulación incontrolada de calor que puede provocar incendios.
«Yo lo llamo la prueba de la barbacoa», dice Heinemann. “Tomamos la batería, la ponemos al fuego y observamos cómo continúa calentándose. Lo que termina sucediendo es que la presión por encima de la carga superior obligará al hidrógeno a regresar al agua. Y luego tenemos una válvula de liberación diseñada en la unidad, por lo que a una presión y temperatura prediseñadas se liberará y obtendrá una ventilación de vapor”.
EnerVenue afirma que sus baterías cilíndricas requieren poco mantenimiento, no son volátiles y no requieren sistemas especiales de calefacción, refrigeración o seguridad, a diferencia del almacenamiento en baterías de iones de litio. ENERVENUE
Otra ventaja es que la química de la batería funciona en un amplio rango de temperaturas de –40 a 60 °C. Eso significa que cualquier banco de almacenamiento de baterías no requiere costosos sistemas de calefacción, aire acondicionado, ventilación y extinción de incendios, todos los cuales requieren su propio mantenimiento y conservación, además de socavar los resultados de una empresa.
Muchas tecnologías novedosas de baterías están compitiendo por el mercado de almacenamiento en red, y las baterías de níquel-hidrógeno al menos están probadas en aplicaciones aeroespaciales a pequeña escala. Pero aún no se han fabricado ni probado a gran escala, y el nuevo catalizador de aleación metálica aún tiene que demostrar su eficacia en el mundo real.
«Al igual que muchas tecnologías en etapa inicial, las baterías de níquel-hidrógeno de EnerVenue cuestan actualmente más que las baterías de iones de litio», dice Aaron Marks, analista de tecnología de almacenamiento de energía en Wood Mackenzie . «También tienen una menor densidad de energía, lo que significa que se necesita más espacio y más baterías para obtener la misma potencia». Pero, añade, su proceso de fabricación menos intensivo puede proporcionar una ventaja clave para que empresas como EnerVenue incrementen la fabricación. La relativa seguridad y larga vida útil de las baterías también deberían hacerlas muy competitivas. «Una vez que la tecnología alcance escala, ayudará a que todo el panorama tecnológico sea mejor y más barato simplemente por ofrecer una competencia real», afirma Marks.
Hasta ahora, EnerVenue ha estado operando una línea de producción piloto que puede fabricar baterías con un valor de 100 megavatios-hora por año y ha implementado sistemas de prueba a pequeña escala. Pero, dice Heinemann, la empresa ya tiene más de 7 GWh, o unos 400 millones de dólares, en órdenes de compra, incluidas las del desarrollador de energía solar Pine Gate Renewables y Schlumberger New Energy . «Nuestra misión», dice, «es convertirnos en el proveedor número uno de almacenamiento estacionario para plantas de energía, empresas y hogares a nivel mundial».
