Esferes gegants de formigó sota el mar, la proposta alemanya per emmagatzemar energia verda

Una estesa d'immenses esferes de formigó al fons del mar, a gran profunditat, podria convertir-se en una solució ideal per emmagatzemar energia renovable.

Aquesta és la tesi que està posant a prova un grup d'investigadors de l'organisme de recerca alemany Institut Fraunhofer, que des del 2011 busca maneres d'evitar l'ocupació del sempre preuat sòl per les imprescindibles infraestructures d'emmagatzematge energètic. 

Tal com s'ha debatut sovint després de l'apagada històrica de l'abril, les energies renovables s'han de complementar amb un sistema de bateries per emmagatzemar-ne els excedents, ja que generen energia de forma variable. És un dels grans reptes de la transició verda.

Posats a no ocupar terreny, el projecte alemany, anomenat StEnSea (Stored Energy at Sea), es va fixar en l'aigua i està comprovant les implicacions de l'emmagatzematge d'energia al mar. 

La clau, però, és l'aprofitament de la diferència de pressió en el fons marí com a generador elèctric.

Com es fa energia amb una esfera buida sota l'aigua?

El principi de funcionament del sistema d'esferes de formigó del projecte StEnSea és prou senzill: una esfera gegant de formigó, de més de 23.000 tones i 30 metres de diàmetre, s'enfonsa al llit marí, a una profunditat de 600 a 800 metres.

L'esfera és buida, però inclou un petit cilindre que incorpora una turbina que també funciona com a bomba i una vàlvula que es pot controlar a distància, entre altres sistemes de control i de monitoratge. 

Quan la vàlvula s'obre, la diferència de pressió amb l'exterior provoca que l'aigua hi entri amb força i faci girar la turbina del cilindre interior, de manera que genera electricitat. Aleshores es considera que la "pila" esfèrica s'està descarregant: entra aigua fins a omplir-se del tot i deixar de generar energia.

Per tornar a "carregar-se", l'esfera s'ha de tornar a buidar i, per tant, consumir electricitat de la xarxa per expulsar l'aigua fora del cilindre. Un cop torna a ser buida, la vàlvula es tanca i la pila torna a estar carregada.

El cicle de càrrega i descàrrega de les esferes permetria aprofitar els excedents d'electricitat d'origen renovable per buidar les esferes i després, quan la xarxa elèctrica requereixi més demanda, tornar a omplir-les tot generant electricitat.

Èxit en les proves de concepte

Un prototip a escala 1:10 es va construir i provar amb èxit el 2016 al llac de Constança, al nord-est de la ciutat de Zúric, per després repetir altres simulacions i anàlisis addicionals a escala real, cosa que ha demostrat que la seva implementació tècnica és possible. 

La prova, amb esferes de 9 metres de diàmetre i 400 tones de pes, va ajudar a demostrar, també, que la tecnologia és competitiva en costos i comparable a solucions similars.

De fet, el projecte té fins i tot avantatges respecte als mètodes similars actuals, com un impacte ecològic més baix que la generació hidroelèctrica o l'emmagatzematge de bombeig tradicional i una major escalabilitat gràcies a la seva construcció modular: augmentar la capacitat de producció energètica consistiria a enfonsar més esferes al mar.

A finals del 2026 està previst ancorar al fons marí de Long Beach, a Los Angeles (Califòrnia), un prototip d'esfera de formigó impresa en 3D, a mida real, per comprovar si la tecnologia podria suportar esferes més grosses, en condicions marines i a gran profunditat. Generaria 0,5 megawatts de potència i podria emmagatzemar 0,4 megawatts-hora. 

Segons les dades de l'Institut Fraunhofer, l'emmagatzematge esfèric que proposa StEnSea permetria estabilitzar les xarxes elèctriques, cosa que ajudaria a regular la freqüència de la xarxa (per evitar apagades com les de l'abril) i a tenir reserves energètiques operatives. 

També donaria més flexibilitat en l'arbitratge dels preus de l'energia, ja que permetria produir electricitat quan és barat i vendre-la quan el preu és més alt.