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Construir dentro de las montañas: aumenta la demanda mundial de almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo
11 diciembre 2023
Las centrales hidroeléctricas de bombeo de todo el mundo han estado almacenando electricidad en secreto en lagos remotos de montaña durante el último siglo. Pero el cambio a fuentes de energía renovables está impulsando un aumento en la construcción de nuevas plantas. Lucy Barnard descubre más.
Contemplando la belleza irregular de las Tierras Altas de Escocia, Coire Glas, un valle con forma de herradura que alberga un lago de montaña cristalino sobre las orillas del lago Lochy, parece un lugar poco probable para construir un megaproyecto.
En este lugar remoto, rodeado de grupos de pinos, un equipo de trabajadores de la construcción del contratista Strabag está cavando un túnel en la roca que esperan que forme parte de una nueva y enorme instalación de almacenamiento de energía.
Las obras en el túnel exploratorio, que mide 4 m de ancho y se extenderá hasta 1 km en la ladera de la montaña escocesa, comenzaron en mayo de 2023 y se espera que continúen durante la mayor parte de 2024 mientras el desarrollador, la empresa eléctrica SSE, consolida los diseños de una sala de turbinas cavernosa en las profundidades de la montaña.
SSE afirma que su propuesta de planta de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo en Coire Glas, que eventualmente comprenderá una presa de 92 metros de altura y dos embalses, conectados por un sistema de túneles y una sala de turbinas, duplicará con creces la capacidad del Reino Unido para almacenar electricidad durante largos períodos.

Según se afirma, la instalación, que emplea tecnología que ha estado en uso durante casi un siglo para almacenar la electricidad generada por las turbinas eólicas marinas de Escocia, podría proporcionar suficiente energía para abastecer a tres millones de hogares durante hasta 24 horas.
Sin duda, el concepto de Coire Glas es bastante simple: se construirá una presa a través de Coire Glas, formando un embalse superior. Durante los períodos de baja demanda de energía o de generación excedente, se utilizará electricidad para bombear agua desde Loch Lochy hasta el embalse situado 500 m más arriba, donde se almacenará energía. Luego, cuando la demanda sea alta o la generación variable sea baja, la energía se liberará utilizando el agua para generar energía hidroeléctrica.
“Coire Glas es un ejemplo clásico�, afirma Matt Sykes, director de Arup responsable de la gestión de los equipos de estructuras civiles y de construcción de túneles, que ha participado en el asesoramiento a SSE en el proyecto. “El proyecto no solo implica excavar un túnel a través de la montaña, sino también enormes instalaciones subterráneas, incluida una caverna de energía que probablemente tendrá unos 50 m por 30 m por otros 30 m. Y luego está todo el cableado para introducir y sacar la electricidad. Y hay obras marinas. Y todo esto tiene que hacerse con el menor impacto posible en el medio ambiente, por lo que también hay mucho trabajo en torno a eso�.
Aunque los ministros escoceses aprobaron la instalación de almacenamiento por bombeo de 1,5 GW en 2020, SSE dice que espera que el gobierno del Reino Unido se comprometa con un mecanismo de estabilización de ingresos antes de comenzar las principales obras de construcción del proyecto.
“La ingeniería de Coire Glas es muy complicada�, afirma Sykes. “Para acceder al lugar hay que pasar una hora en un vehículo especialmente modificado. Por eso, los contratistas tendrán que pensar cómo llevar la maquinaria (posiblemente dos o tres tuneladoras) hasta allí. Sería muy caro transportar grandes cantidades de hormigón a un lugar tan remoto, por lo que construir la presa es todo un reto. Además, el lugar está en la falla Great Glen, por lo que hay algunas características geológicas que pueden resultar bastante complicadas porque la falla ha alterado la roca�.
¿Por qué es tan difícil construir sistemas de almacenamiento por bombeo?
Nicholas Burmeister, ingeniero de ILF Consulting Engineers, empresa con sede en Austria que trabaja en el proyecto Coire Glas, añade que incluso conseguir los componentes para un proyecto de estas características puede suponer un dolor de cabeza logístico.
“Realmente es una tarea multidisciplinaria el solo hecho de conseguir los componentes�, afirma Burmeister. “Las turbinas y las bombas son enormes. Solo hay un número limitado de proveedores en el mercado. Realizar un pedido a esta gente es bastante complicado. Hay que encontrar tiempo para que hagan todo el modelado numérico y luego construyan modelos físicos de las bombas y las turbinas. Luego tienen que probarlas; solo tienen un número determinado de bancos de pruebas, por lo que obviamente tienen una producción limitada en sus fábricas�.
“Incluso planificar a qué puerto llegarán esos equipos o cómo llegarán al lugar de destino puede ser un desafío�, agrega. “Hay que asegurarse de que el puerto marítimo al que llega el buque tenga las grúas adecuadas para levantar el equipo. ¿Hay que construir carreteras o reforzar los puentes que hay en el camino?�

Sin embargo, ya se han enfrentado y superado retos similares en el pasado. A pocos kilómetros de allí, en las orillas del río Awe, la central eléctrica de Cruachan, que funciona de forma similar, ha estado almacenando electricidad en las montañas escocesas desde 1965. Durante la construcción en la década de 1950, una fuerza laboral de 1.300 hombres, conocidos cariñosamente como los Tigres del Túnel, utilizaron taladros neumáticos portátiles para perforar agujeros en la sólida roca de granito y luego los rellenaron con gelignita antes de detonarlos.
En la actualidad, Cruachan puede proporcionar 440 MW de energía y se ha convertido en un destino turístico por derecho propio, con un salón de té de gran prestigio. La central eléctrica de Dinorwig, en el parque nacional de Snowdonia, en el norte de Gales, inaugurada en 1984, puede suministrar una energía máxima de 1.728 MW y tiene una capacidad de almacenamiento de alrededor de 9,1 GWh.
De hecho, la primera instalación de almacenamiento por bombeo se inauguró en 1907 en Engeweiher (Suiza) y, en la actualidad, el almacenamiento por bombeo se ha convertido en la forma más dominante de almacenamiento de energía en todo el mundo. Según la base de datos mundial de almacenamiento de energía del Departamento de Energía de los EE. UU., representa el 95 % de todas las instalaciones de almacenamiento por vía activa en todo el mundo.
Burmeister afirma que, en el pasado, las instalaciones de almacenamiento por bombeo se construían para equilibrar la carga que soportaba la red eléctrica durante períodos de alta demanda, por ejemplo, para hacer frente al aumento repentino de la electricidad que se producía cuando personas de todo el país veían el mismo programa de televisión a la misma hora y luego encendían la tetera para prepararse una taza de té. Sin embargo, desde la llegada de los servicios de streaming, esto ha dejado de ser una preocupación.
En cambio, a medida que la generación de electricidad pasa de las centrales eléctricas de carbón y gas a la energía solar y eólica, las compañías energéticas están invirtiendo nuevamente en la construcción de nuevos proyectos de almacenamiento por bombeo para almacenar la energía generada en días extra soleados y ventosos, y volver a utilizarla en los días en que el sol no brilla o el viento no sopla.
“Una cosa es construir montones y montones de turbinas eólicas marinas. Las vemos girar y todos pensamos que eso es alimentar la tetera de alguien. Pero en este momento, la mayor parte de esa energía en realidad no hace nada porque la red podría tener suficiente energía�, dice Burmeister. “El almacenamiento por bombeo te da la capacidad de almacenar energía que de otro modo se habría desperdiciado�.

Para tal efecto, después de una pausa que a veces llega a durar 40 años, las compañías energéticas de todo el mundo se están apresurando a construir nuevas instalaciones de almacenamiento por bombeo.
¿Dónde se construirán la mayoría de las nuevas instalaciones de almacenamiento por bombeo?
Según la Agencia Internacional de Energía, se prevé que la capacidad mundial de almacenamiento por bombeo se expanda un 56% para alcanzar más de 270 GW en 2026, y el mayor crecimiento se registrará en India y China.
Los megaproyectos de almacenamiento por bombeo que se encuentran actualmente en construcción incluyen la planta hidroeléctrica de Kannagawa cerca de Minamiaki en Japón, que cuando esté totalmente terminada en 2032 se espera que tenga una capacidad instalada total de 2.820 MW; y Snowy Hydro 2.0 en Nueva Gales del Sur, Australia, cuya finalización se espera actualmente en 2028.
Sykes afirma que el aumento de la demanda de almacenamiento por bombeo es la principal razón por la que ILF ha firmado un memorando de entendimiento con Arup para trabajar en Coire Glas y en otros 13 proyectos similares. Y, como las fuentes de energía renovables proporcionan un suministro cada vez mayor de energía global, es probable que la demanda de este tipo de megaproyectos aumente aún más.
“Los nuevos sistemas de almacenamiento por bombeo, como Coire Glas, son cruciales para lograr el objetivo de cero emisiones netas�, afirma Sykes. “En este momento, en todo el mundo, pagamos mucho dinero para que se apaguen las turbinas eólicas cuando hay viento, porque una vez que el viento supera la demanda, no hay forma de almacenar esa energía. La belleza del almacenamiento por bombeo es que se trata de una tecnología centenaria que nos permite almacenar esa energía de forma limpia para los momentos en que la necesitamos. No podremos lograr el objetivo de cero emisiones netas sin ella�.
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