Publicado en Applied Energy un estudio con participación del CITENI sobre tecnologías de almacenamiento energético a gran escala

En un escenario energético donde la incorporación de fuentes renovables crece con rapidez, asegurar un suministro eléctrico constante y estable se ha convertido en un reto prioritario. Tecnologías como la solar o la eólica, aunque limpias, son intermitentes, por lo que el almacenamiento energético se perfila como clave para gestionar la demanda, evitar desequilibrios en la red y respaldar situaciones críticas.

En este contexto, un nuevo estudio publicado en la revista científica Applied Energy presenta un modelo de evaluación comparativa para valorar la sostenibilidad integral de distintas tecnologías de almacenamiento a gran escala. El trabajo ha sido desarrollado con participación del Centro de Investigación en Tecnoloxías Navais e Industriais (CITENI) del Campus Industrial de Ferrol y del Centro de Innovación Tecnolóxica en Edificación e Enxeñería Civil (CITEEC) de la Universidade da Coruña (UDC), en colaboración con la Universidad de Jaén (UJA).

Una herramienta para tomar decisiones sostenibles

El artículo, titulado “A comparative sustainability assessment of several grid energy storage technologies”, propone una metodología basada en MIVES (Modelo Integrado de Valor para una Evaluación Sostenible, una técnica de decisión multicriterio) y simulaciones de Monte Carlo (algoritmo computacional que utiliza muestreos aleatorios y repetidos para estimar resultados en situaciones con alta incertidumbre) para evaluar seis tecnologías de almacenamiento eléctrico a gran escala.

Este enfoque permite integrar variables cuantitativas (como emisiones o costes) y cualitativas (como impacto visual o riesgo de accidentes), y ponderarlas de forma transparente. De este modo, el modelo ofrece una clasificación robusta de las tecnologías, útil para quienes tengan que tomar decisiones sobre inversiones o políticas públicas en este ámbito.

¿Cuáles son las tecnologías más sostenibles?

Según los resultados, ninguna tecnología destaca como la mejor en todas las dimensiones, pero sí se identifican tres alternativas con un comportamiento equilibrado: el almacenamiento hidroeléctrico por bombeo (Pumped Hydro Energy Storage – PHES), el almacenamiento de energía en aire líquido (Liquid Air Energy Storage – LAES) y las baterías de flujo redox de vanadio (Vanadium Redox Flow Battery – VRFB). Estas se sitúan en cabeza, aunque cada una sobresale en un aspecto: PHES en lo técnico-económico, LAES en lo ambiental y VRFB en lo social.

PHES es una tecnología consolidada que utiliza dos embalses situados a diferentes alturas. En periodos de baja demanda eléctrica, consume energía para bombear agua hacia el nivel superior. Cuando la demanda aumenta, el agua se libera hacia el nivel inferior y acciona turbinas hidroeléctricas que generan electricidad. De la misma manera, LAES enfría aire hasta licuarlo y lo almacena; cuando la demanda eléctrica aumenta, este se calienta y al expandirse acciona turbinas generadoras de electricidad. Las VRFB almacenan energía en soluciones líquidas de vanadio en diferentes estados químicos. Estas soluciones circulan a través de una celda electroquímica donde tienen lugar reacciones redox —procesos en los que unas sustancias ganan electrones (reducción) y otras los pierden (oxidación)— que permiten cargar y descargar la batería. Esta tipología de baterías destaca por su seguridad operativa y su capacidad para almacenar energía de forma eficiente y a gran escala.

En una posición intermedia se sitúan las baterías de sodio-azufre (NaSB): almacenan energía mediante una reacción química entre el sodio y el azufre a temperaturas elevadas; y el sistema de almacenamiento por aire comprimido (CAES): comprime aire en cámaras subterráneas para posteriormente liberarlo y que, al expandirse, acciona una turbina que genera electricidad. Ambas tecnologías presentan ciertas limitaciones, como mayores requisitos de infraestructura (CAES) y peor desempeño a nivel económico y técnico (NaSB).

Por su parte, el almacenamiento de hidrógeno (HES) convierte electricidad en hidrógeno mediante electrólisis, lo almacena y lo vuelve a transformar en electricidad a través de pilas de combustible. Aunque tiene potencial a largo plazo, actualmente presenta baja eficiencia energética, altos costes y una menor madurez tecnológica, lo que lo sitúa como la opción menos sostenible en el análisis.

Estabilidad para una red basada en renovables

Además de facilitar la integración de energías renovables, los sistemas de almacenamiento pueden desempeñar un papel clave en mantener el equilibrio del sistema eléctrico. Algunas tecnologías, como PHES, CAES o LAES, aportan inercia rotacional —una propiedad de ciertos equipos electromecánicos que ayuda a estabilizar la frecuencia de la red cuando hay variaciones súbitas en la generación o el consumo—. También pueden ser útiles para el arranque seguro de la red tras fallos completos del sistema, lo que se conoce como «black start«.

Estas funciones complementarias, conocidas como servicios auxiliares, son cada vez más valoradas por los operadores de red, sobre todo en sistemas eléctricos con alta penetración de energías renovables. Disponer de tecnologías capaces de ofrecer este respaldo contribuye a que el suministro eléctrico sea más continuo y seguro, incluso en escenarios con fuerte variabilidad de la generación o la demanda.

Investigación con sello gallego y andaluz

El estudio ha sido desarrollado por personal investigador de la Universidade da Coruña (UDC) y la Universidad de Jaén (UJA). Por parte de la UDC, firman el trabajo Juan José Cartelle, miembro del Grupo de Ingeniería Mixto (GEM) y adscrito al Centro de Investigación en Tecnologías Navales e Industriales (CITENI); María del Pilar de la Cruz, vinculada al Campus Industrial de Ferrol; Alfredo del Caño Gochi, investigador del Centro de Innovación Tecnolóxica en Edificación e Enxeñaría Civil (CITEEC), ambos del Grupo de investigación Grupo de ingeniería y dirección de proyectos; y Manuel Lara Coira, antiguo profesor de la Escola Politécnica de Enxeñaría de Ferrol (EPEF). Desde la UJA participa Roque Aguado, del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Escuela Politécnica Superior de Linares (EPSL).

Un paso hacia la transición energética

Además de presentar una clasificación útil de tecnologías existentes, el estudio también señala limitaciones (como la falta de datos sociales precisos o la necesidad de incorporar más indicadores ambientales) y propone vías de desarrollo futuro. Una de sus recomendaciones es la creación de políticas públicas que prioricen tecnologías con mejor desempeño ambiental y social, no solo técnico-económico. Entre las medidas sugeridas se incluyen subvenciones para recompensar a las tecnologías más sostenibles; créditos en condiciones preferentes, para financiar a bajo coste tecnologías prometedoras, pero con menor madurez; e incentivos fiscales, como deducciones o exenciones impositivas, que fomenten la inversión en almacenamiento energético sostenible.

Este tipo de análisis, concluyen los autores, es esencial para avanzar hacia una transición energética más justa, sostenible y segura, especialmente en contextos donde mantener la continuidad del suministro eléctrico es tan importante como generar energía limpia.

Referencia:
“A comparative sustainability assessment of several grid energy storage technologies”.
Applied Energy – Volume 396.
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2025.126248