Revolución en el almacenamiento térmico con arena a 1.000 °C
La batería de arena, un sistema de almacenamiento térmico a alta temperatura, promete revolucionar el uso del calor sobrante de las energías renovables. Con silos capaces de retener calor durante semanas, ya operan en Finlandia y se desarrollan en EE.UU. y Europa. Su bajo coste y alta eficiencia térmica la convierten en una alternativa clave para el futuro energético.
El calor es el mayor consumidor de energía a nivel global: más del 50% del consumo final se destina a generar calor (industrial 51 %, hogares 46 %). Pero almacenar esa energía térmica es complicado: se dispersa, y las soluciones suelen ser voluminosas, ineficientes o muy caras.
Con la irrupción de las renovables intermitentes (solar y eólica), se desperdicia mucha energía. Sin sistemas térmicos de larga duración, los renovables no pueden garantizar una red fiable. Aquí es donde la “batería de arena” gana protagonismo.
¿Por qué la arena es una gran opción?
Aunque parezca primitiva, la arena tiene propiedades térmicas ideales: gran capacidad calorífica (~0,84 J/g·°C), baja conductividad (~0,2 W/mK), y conserva el calor durante semanas o incluso meses con solo un ~10 % de pérdida. Además, no se degrada, es no tóxica, barata y segura frente a riesgos de incendio típicos de baterías de litio.
¿Cómo funciona una batería de arena?
- Se usa electricidad sobrante de renovables para alimentar un calentador eléctrico que calienta aire.
- Ese aire ingresa en un silo aislado lleno de arena, elevando su temperatura entre 600 °C y hasta 1.000 °C.
- Cuando se necesita calor, se hace pasar aire frío por la arena, que lo calienta y se envía a edificios o industrias.
- El sistema puede alcanzar hasta un 99 % de eficiencia en aplicaciones térmicas.
Una tecnología en uso con enorme potencial
- Primera instalación comercial: en 2022, la finlandesa Polar Night Energy instaló en Kankaanpää un silo con 2.000 toneladas de piedra jabón, capaz de almacenar 100 MWh, suficiente para calefactar un centro urbano durante casi un mes en verano y una semana en invierno.
- Otro proyecto en Pornainen, Finlandia, almacena 1.000 MWh, reduciendo en un 60% el uso de biomasa para calefacción.
- En EE.UU., el NREL trabaja en sistemas de almacenamiento térmico de 100 horas, mientras empresas letonas desarrollan versiones domésticas que cubren el calor de dos viviendas en invierno.
Perspectivas y desafíos
Aunque crecerá exponencialmente (el mercado fue de 1.200 millones de dólares en 2024 y se proyecta en 4.860 millones para 2034), quedan desafíos importantes:
- La reconversión de calor a electricidad es solo un 30 % eficiente, lo que limita su uso a aplicaciones térmicas.
- Su adopción masiva requiere inversiones piloto y adaptación en instalaciones industriales y redes de calor.
- Se necesita mejorar la eficiencia en la reinversión térmica para maximizar su potencial.
Aun así, la simplicidad, durabilidad y sostenibilidad de estas baterías las posiciona como una solución clave en la transición energética, tanto para la calefacción eléctrica como para estabilizar redes locales.
