La expansión de las energías renovables está devolviendo protagonismo a una tecnología que tiene más de un siglo de historia: el almacenamiento hidroeléctrico por bombeo, conocido como PSH por sus siglas en inglés. Su función es sencilla: utilizar electricidad excedente para elevar agua hacia un embalse y conservarla allí hasta que el sistema necesite nuevamente esa energía.
Por eso, los expertos la describen como una “batería de agua”.
La lógica adquiere mayor importancia a medida que crece la generación solar y eólica, dos fuentes cuya producción no necesariamente coincide con los momentos de mayor demanda eléctrica. Cuando existe más electricidad renovable de la que se necesita, esta puede utilizarse para bombear agua hacia una posición más elevada. Cuando la demanda aumenta o la generación renovable disminuye, el agua se libera y mueve turbinas para producir electricidad.
La tecnología no es nueva. Las ruedas hidráulicas ya se utilizaban en la antigua Grecia, mientras que los fundamentos de la ingeniería hidráulica moderna se desarrollaron en el siglo XVIII. Las primeras centrales hidroeléctricas de bombeo comenzaron a generar electricidad hace aproximadamente 120 años.
Lo que cambió es la necesidad que enfrenta actualmente el sistema eléctrico: almacenar grandes cantidades de energía durante períodos prolongados y disponer de ella cuando las fuentes renovables no están produciendo lo suficiente.
Una reserva de electricidad para cuando se necesita
El almacenamiento por bombeo funciona convirtiendo electricidad en energía potencial gravitacional.
Durante los períodos de alta generación, la electricidad excedente acciona bombas que trasladan agua desde un punto inferior hacia otro situado a mayor altura. Allí permanece almacenada. Cuando el sistema requiere electricidad, el agua desciende y pasa por turbinas que vuelven a convertir esa energía en electricidad.
Históricamente, esto ha requerido condiciones geográficas específicas: grandes volúmenes de agua, diferencias importantes de altura y una ubicación suficientemente cercana a la red eléctrica.
La instalación de almacenamiento por bombeo más grande de América del Norte, la Estación de Almacenamiento por Bombeo del Condado de Bath, está ubicada en las Montañas Allegheny de Virginia.
Pero la búsqueda de nuevas ubicaciones está llevando a las empresas a experimentar con diseños distintos.
Una de esas alternativas consiste en sustituir el agua por fluidos de mayor densidad. RheEnergise, una compañía de almacenamiento por bombeo con sede en Londres, prueba un sistema de circuito cerrado que utiliza un fluido cuya densidad es 2.5 veces la del agua.
Según su director ejecutivo, Stephen Crosher, esta característica permite plantear instalaciones en colinas en lugar de limitarse a zonas montañosas.
El menor volumen necesario del fluido también puede ampliar las posibilidades de construcción de este tipo de sistemas.
Almacenamiento de larga duración
Una de las principales ventajas del bombeo hidroeléctrico es su capacidad para almacenar electricidad a gran escala y durante períodos prolongados, una característica especialmente relevante para complementar la generación variable de fuentes renovables.
George Aggidis, profesor emérito de ingeniería energética de la Universidad de Lancaster, señala que se trata de una tecnología comprobada, con una infraestructura de larga vida útil y bajas emisiones operativas.
Sin embargo, su madurez tecnológica no elimina sus dificultades.
El principal obstáculo está en los elevados costos iniciales de capital. También existen limitaciones geográficas, debido a la necesidad de contar con cuerpos de agua situados a diferentes alturas y suficientemente próximos a las redes eléctricas.
A esto se suman los impactos ambientales y sociales asociados con la construcción de nuevas infraestructuras.
También existe espacio para mejorar la flexibilidad de las centrales y su capacidad para responder rápidamente a las variaciones en la producción renovable.
Una red bajo mayor presión
La necesidad de almacenamiento se vuelve más evidente conforme aumenta la demanda eléctrica.
El crecimiento de tecnologías como la inteligencia artificial, los vehículos eléctricos y el aire acondicionado está ejerciendo una mayor presión sobre las redes, según Eddie Rich, director ejecutivo de la Asociación Internacional de Energía Hidroeléctrica.
En ese escenario, la capacidad de disponer de electricidad durante la noche o durante períodos prolongados sin suficiente producción renovable adquiere un valor estratégico.
La hidroeléctrica de bombeo puede funcionar precisamente como ese mecanismo de respaldo: almacenar electricidad cuando existe disponibilidad y devolverla al sistema cuando se necesita.
Esto también modifica el papel que pueden desempeñar las plantas solares y eólicas. Con almacenamiento suficiente, estas fuentes pueden entregar electricidad de manera más constante, incluso cuando el sol deja de producir o el viento disminuye.
Más de 200 GW en operación
La escala de la tecnología ya no es marginal. El almacenamiento hidroeléctrico por bombeo superó los 200 GW de capacidad instalada mundial el año pasado, de acuerdo con la Asociación Internacional de Energía Hidroeléctrica.
La cartera de proyectos también es considerable: existen más de 621 GW de almacenamiento por bombeo en desarrollo, de los cuales casi 243 GW están en construcción, según la asociación.
China, Japón, Estados Unidos y Europa han concentrado históricamente los mayores conjuntos de instalaciones, mientras que India y Australia están ampliando rápidamente su implementación.
India, por ejemplo, planea poner en funcionamiento 100 GW de proyectos de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo para 2035-2036, con el objetivo de responder a su creciente necesidad de almacenamiento de energía limpia.
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¿Quién gana con la “batería de agua”?
La expansión del almacenamiento por bombeo favorece principalmente a las fuentes renovables.
Andrew Blakers, profesor de ingeniería de la Universidad Nacional de Australia, señala que la energía solar y la eólica pueden beneficiarse de estas centrales porque el almacenamiento permite disponer de su electricidad cuando las condiciones de generación cambian.
En el otro extremo, las centrales de carbón y gas podrían enfrentar una mayor presión competitiva si las instalaciones hidroeléctricas con almacenamiento consiguen sustituir parte de su función como respaldo del sistema.
El cambio, sin embargo, no depende únicamente de la tecnología. La construcción de estas instalaciones requiere grandes inversiones, ubicaciones apropiadas y una gestión adecuada de sus impactos.
Por eso, pese a que la hidroeléctrica de bombeo tiene una historia mucho más larga que buena parte de las tecnologías renovables que hoy dominan la discusión energética, su importancia vuelve a crecer precisamente por la transformación de la matriz eléctrica.
La “batería de agua” no representa una nueva forma de generar electricidad, sino una manera de hacer que la electricidad renovable esté disponible cuando el sistema realmente la necesita.
