El operador energético de Gran Bretaña está apostando por una tecnología antigua para preparar su red para el futuro, ya que las centrales eléctricas que tradicionalmente ayudaban a estabilizarla se cierran y son reemplazadas por sistemas de energías renovables.
Durante siglos, se han utilizado dispositivos giratorios de metal, conocidos como volantes de inercia (flywheels), para proporcionar inercia (resistencia a los cambios repentinos de movimiento) a diversas máquinas, desde un torno de alfarero hasta la máquina de vapor.
Ahora, los operadores de red miran hacia esta tecnología para agregar inercia a los sistemas eléctricos con alta presencia de energías renovables y así evitar apagones como el que afectó a España y Portugal este año.
En una red eléctrica, la inercia generalmente la proporcionan los grandes generadores giratorios que se encuentran en las centrales eléctricas de carbón y gas, que ayudan a mantener una frecuencia estable al suavizar las fluctuaciones entre la oferta y la demanda.
Pero las fuentes de energía renovable, como la solar y la eólica, no agregan inercia a la red y, por lo general, no pueden ayudar con otros problemas, como el control del voltaje.
Los volantes de inercia pueden imitar la inercia rotacional de los generadores de las centrales eléctricas, girando más rápido o más lento para responder a las fluctuaciones.
Sin turbinas giratorias, “el sistema es más propenso a fluctuaciones de lo que sería de otra manera”, explicó David Brayshaw, profesor de ciencia del clima en la Universidad de Reading en Inglaterra.
“A medida que llegamos a niveles cada vez más altos de energías renovables, vamos a tener que pensar en esto con más cuidado”, dijo Brayshaw a la AFP.
Volantes de inercia y baterías
La Península Ibérica, que funciona con una alta proporción de renovables, se quedó a oscuras el 28 de abril después de que su red no pudo absorber un aumento repentino de voltaje y desviaciones en la frecuencia.
El gobierno español ha culpado desde entonces a las centrales eléctricas convencionales por no controlar los niveles de voltaje.
Podría servir como una llamada de atención similar a un apagón en 2019 que sumió a partes de Gran Bretaña en la oscuridad tras una caída en la frecuencia de la red.
Ese apagón llevó al operador energético del Reino Unido, NESO, a lanzar lo que llamó un programa “pionero en el mundo” para contratar proyectos de estabilización de la red.
Los volantes de inercia y las baterías pueden agregar inercia sintética a la red, pero el profesor de ingeniería Keith Pullen dice que los volantes de inercia de acero pueden ser más rentables y duraderos que las baterías de iones de litio.
“No digo que los volantes sean la única tecnología, pero podrían ser una muy, muy importante”, dijo Pullen, profesor en la City, University of London y director de la startup de volantes Levistor.
En los próximos años, Pullen advirtió que la red también se volverá más inestable debido a una demanda mayor, pero más irregular.
Con los coches eléctricos, las bombas de calor y los centros de datos que consumen mucha energía conectándose a la red, “tendremos más cargas de choque… que el volante de inercia suaviza”.
Inercia libre de carbono
El “Greener Grid Park” de la empresa noruega Statkraft en Liverpool fue uno de los proyectos contratados por NESO para mantener la luz encendida.
Operativo desde 2023, está a un paso de lo que fue una central eléctrica de carbón que dominó la ciudad del norte de Inglaterra durante la mayor parte del siglo XX.
Pero ahora, en lugar de turbinas de vapor, dos gigantescos volantes de inercia que pesan 40 toneladas cada uno giran en el sitio de Statkraft, suministrando el uno por ciento de la inercia necesaria para la red en Inglaterra, Escocia y Gales.
Cada volante está unido a un compensador síncrono, una máquina giratoria que aumenta aún más la inercia y proporciona servicios de control de voltaje en la región de Liverpool.
“Proporcionamos esa inercia sin quemar combustibles fósiles y sin crear emisiones de carbono”, dijo Guy Nicholson, jefe de soluciones de red de cero carbono de Statkraft.
Según NESO, en 2023 ya había otros 11 proyectos similares de compensadores síncronos y volantes de inercia operativos en Gran Bretaña, con varios más contratados.
‘No es suficientemente rápido’
El gobierno “trabaja estrechamente con nuestros socios de la industria que están desarrollando tecnología de vanguardia, incluidos volantes de inercia, compensadores estáticos y síncronos, mientras reformamos el sistema energético”, dijo un portavoz del Departamento de Seguridad Energética y Cero Neto a la AFP.
Pero, “no los estamos construyendo lo suficientemente rápido para descarbonizar la red”, advirtió Nicholson.
Gran Bretaña tiene como objetivo alimentar la red con energía limpia el 95 por ciento del tiempo para 2030, antes de cambiar por completo a las renovables en la próxima década.
“En este momento… ni siquiera podemos hacerlo durante una hora”, dijo Nicholson.
Incluso cuando se genera suficiente energía solar y eólica, “todavía tenemos que hacer funcionar las turbinas de gas para mantener estable la red”, explicó.
Aún así, Gran Bretaña y la vecina Irlanda parecen estar a la vanguardia en la adquisición de tecnología para estabilizar redes con altas renovables.
“En Gran Bretaña e Irlanda, los operadores del sistema están liderando al contratar estos servicios”, dijo Nicholson. “En el continente, no ha habido el mismo impulso para eso.”
“Creo que estas cosas son impulsadas por eventos. Entonces, el apagón en España impulsará el cambio.”