Quieren convertir unas minas de carbón abandonadas en España en una batería subterránea gigante

Durante décadas, la minería del carbón ha sido el motor económico de muchas regiones de León, Palencia, Asturias y Teruel. Sin embargo, la Decisión 787/2010 del Consejo de la Unión Europea, que establecía el cierre de las minas de carbón no competitivas antes del 31 de diciembre de 2018, fue el punto de inflexión que precipitó el final de gran parte de la actividad minera en España. Ahora, investigadores y empresas energéticas quieren convertir las minas de carbón abandonadas en enormes baterías subterráneas capaces de almacenar energía renovable.

«La UE fomenta activamente la evolución de Europa hacia una sociedad con bajas emisiones de carbono y actualiza su normativa para facilitar las inversiones públicas y privadas que requiere la transición hacia las energías limpias. Este proceso no solo debe ser positivo para el planeta, sino que también debe resultar beneficioso para la economía y los consumidores», detalla la Unión Europea.

Minas de carbón reconvertidas en una batería subterránea

Investigadores del Instituto Internacional de Análisis de Sistemas Aplicados (IIASA), en Suiza, han llevado a cabo un estudio bautizado como «Almacenamiento Subterráneo de Energía por Gravedad» (UGES), el cual se basa en aprovechar la infraestructura de las minas de carbón abandonadas para convertirlas en gigantescas baterías capaces de suministrar energía a todo el planeta.

Los componentes que se requieren para su funcionamiento son: el motor, el pozo, el equipo de extracción y los depósitos superior e inferior. Según los investigadores, el sistema genera electricidad cuando la demanda de energía más alta. Para ello, un material pesado, como la arena, desciende a la mina subterránea, donde convierte su energía potencial en electricidad mediante un sistema de frenado regenerativo. Luego, cuando la energía es más económica, se vuelve a elevar la arena a un depósito superior para volver a recargar la batería, utilizando para ello motores eléctricos.

Las tecnologías de almacenamiento de energía por gravedad están despertando un creciente interés como alternativa a las baterías convencionales. En el caso de los sistemas UGES , que aprovechan las minas de carbón abandonadas para almacenar energía, los autores del estudio estiman un coste de inversión de entre 1 y 10 dólares por kilovatio hora, mientras que los costes de capacidad energética rondan los 2.000 dólares por kilovatio.

Según los investigadores, el potencial  de esta tecnología podría situarse entre 7 y 70 teravatios-hora, concentrándose principalmente en China, India, Rusia y Estados Unidos. Para poner estas cifras en contexto, la última estimación de la Agencia Internacional de la Energía, correspondiente a 2020, señala que el consumo mundial alcanzó 24.901,4 teravatios-hora, lo que equivale aproximadamente a 68 teravatios-hora diarios.

Los mismos investigadores también han propuesto una tecnología similar que utiliza la altura de los rascacielos en lugar de minas subterráneas. Este sistema, conocido como «Sistema de almacenamiento de energía por elevación» (LEST), aprovecha ascensores ya existentes en rascacieloa. Según el estudio, publicado en la revista Energy, actualmente hay más de 18 millones de ascensores en funcionamiento en el mundo, muchos de los cuales permanecen largos periodos sin uso. Durante ese tiempo, se podrían utilizar para almacenar o generar electricidad.

«Cuando una mina cierra, despide a miles de trabajadores. Esto es devastador para las comunidades que sólo dependen de la mina para su rendimiento económico. El UGES crearía unos cuantos puestos de trabajo, ya que la mina prestaría servicios de almacenamiento de energía tras el cese de su actividad. Las plantas ya cuentan con la infraestructura básica y están conectadas a la red eléctrica, lo que reduce significativamente el coste y facilita la implantación de plantas UGES», afirma Julian Hunt, investigador del Programa de Energía, Clima y Medio Ambiente del IIASA y autor principal del estudio.

«A la luz de los resultados de este estudio, para producir una cantidad modesta pero constante de energía durante largos periodos, el sistema UGES podría diseñarse para almacenar energía a escala semanal, mensual o estacional, dependiendo de la demanda de almacenamiento. Para compensar las variaciones a corto plazo en el consumo eléctrico asociadas a la generación solar y eólica, esta producción eléctrica moderada pero estable podría complementarse con otras tecnologías de almacenamiento, como baterías y sistemas hidroeléctricos de bombeo (PHS).

El coste del almacenamiento energético instalado para UGES se estima en este estudio entre 1 y 10 dólares por kWh, suponiendo una diferencia media de altura entre los depósitos superior e inferior de 1.500 y 200 metros, respectivamente. Cuanto mayor sea la diferencia de altura, menor será el coste del proyecto.

La capacidad de generación eléctrica depende de varios factores, entre ellos la profundidad de la mina, el diámetro del pozo minero y la velocidad de movimiento de la arena. El estudio propone instalar varios motores/generadores a lo largo del pozo para reducir el coste de los cables y permitir el uso de motores más pequeños, comunes y económicos.

La vida útil técnica del sistema podría situarse entre 20 y 30 años. En cuanto a su potencial global de almacenamiento, la tecnología podría alcanzar entre 7 y 70 TWh, concentrándose la mayor parte de este potencial en China, India, Estados Unidos y Rusia», concluyen los investigadores.