Esferas de hormigón en el fondo del mar: la nueva apuesta para generar y almacenar energía renovable

El almacenamiento energético da un salto al fondo del mar. El proyecto StEnSea (Stored Energy in the Sea), impulsado por el Instituto Fraunhofer IEE y socios internacionales, lleva en desarrollo desde 2012 (la idea fue desarrollada por Horst Schmidt-Böcking y Gerhard Luther), y ahora parece que va llegando la hora de materializar esta innovadora solución que propone una tirar esferas de hormigón huecas de hasta 400 toneladas y anclarlas a profundidades bajo el océano con la intención de generar electricidad, extraer de la ecuación las baterías actuales e incrementar el suministro eléctrico en el camino.

¿Cómo funciona el almacenamiento energético con esferas de hormigón?

Para llevar este proyecto a puerto, el Fraunhofer IEE colabora con la start-up estadounidense Sperra, especializada en la impresión 3D de hormigón destinadas a aplicaciones en el campo de las energías renovables. Junto a Pleuger Industries, que es especialista en motobombas subacuáticas, el objetivo será trasladar las centrales eléctricas al fondo marino.

Estas estructuras submarinas permiten almacenar electricidad mediante un sistema de bombeo y turbinas, con una vida útil de hasta 60 años y sin las limitaciones ecológicas y geográficas de las baterías tradicionales. Lo que hace StEnSea es emplear el fondo oceánico para almacenar energía de forma sostenible. Pero, ¿cómo lo hace?

Cada esfera de hormigón mide 9 metros de diámetro y se sitúa a más de 500 metros de profundidad (entre 500 y 800 metros); habrá docenas de esferas conectadas eléctricamente que, además, se pueden combinar en parques modulares junto a parques eólicos marinos. El sistema almacena energía bombeando agua fuera de la esfera y generando electricidad al dejarla entrar de nuevo, de una forma eficiente y sostenible. Así fluirá la electricidad hacia la red.

En esencia, al activarse una válvula, el agua entra a presión por un conducto hacia el interior de la esfera. En ese momento, la bomba incorporada opera en sentido inverso, actuando como turbina. El paso del agua pone en marcha el generador, produciendo electricidad. De esta forma, el sistema libera la energía almacenada.

Los expertos del Instituto Fraunhofer apuntan a que la eficiencia de este sistema ronda el 75-80 % por ciclo completo, con un coste de almacenamiento de 4,6 céntimos por kWh. Es eficiente, es económico y es sostenible, ya que su impacto ambiental es menor que el de las baterías o centrales hidroeléctricas terrestres. El almacenamiento global potencial estimado es de 817.000 GWh, cuatro veces más que todas las hidroeléctricas de bombeo de Alemania juntas.

StEnSea: una solución escalable con potencial global para la transición energética

Inicialmente, el equipo de científicos alemanes encargado de la gestión e instalación de estas esferas de hormigón apuntan a que serían las aguas de California (Estados Unidos) las que podrían estar en pocos años plagadas de estas enormes y pesadas esferas de hormigón que aportarán energía para todo el país. Los socios han elegido las profundas aguas frente a Long Beach, cerca de Los Ángeles y tienen previsto ponerlo en funcionamiento a finales de 2026 como muy tarde.

Además, las esferas de hormigón tienen una vida útil estimada de medio siglo, aunque la turbina de la bomba y el generador se tienen que sustituir cada 20 años para un funcionamiento adecuado. ¿Y cuál es la clave para que este sistema funcione con éxito? El volumen de las esferas y la columna de agua que descansa sobre ellas.

Son los factores cruciales para que el rendimiento sea óptimo, de ahí que la presión, el peso requerido para la esfera o el espesor de pared, hayan conducido a que las esferas de hormigón han de ser depositadas a tanta profundidad (hasta 800 metros bajo el océano). Las pruebas en el lago Constanza de Europa central han salido tal y como esperaban, así que el siguiente paso será probarlo en alta mar. (Fuente: National Geographic)