En el proyecto, denominado StEnSea, participan otros socios: la start-up estadounidense Sperra, especializada en la impresión 3D de hormigón para aplicaciones en energías renovables; y Pleuger Industries, empresa con sede en Miami y uno de los principales fabricantes mundiales de motobombas subacuáticas, componente clave en este sistema de almacenamiento. Los socios han elegido para situarlo una zona costera frente a Long Beach, cerca de Los Ángeles y tienen previsto ponerlo en funcionamiento a finales de 2026 a más tardar.
La esfera pesará 400 toneladas, tendrá nueve metros de diámetro y quedará ubicada a una profundidad de 500 a 600 metros. El agua se bombeará mediante una turbina accionada eléctricamente y fluirá luego de nuevo a la esfera vacía. Cuando entra el agua, se genera electricidad y al vaciarse se carga el acumulador. La potencia de este prototipo es de 0,5 megavatios y su capacidad de almacenamiento de 0,4 megavatios hora.
El Ministerio Federal de Economía y Acción por el Clima de Alemania financia el proyecto con casi 3,4 millones de euros, y el Departamento de Energía de Estados Unidos, con unos cuatro millones de dólares.
La idea de este tipo de centrales de acumulación se remonta a 2011 y fue desarrollada por Horst Schmidt-Böcking y Gerhard Luther. Un cable submarino conecta con la red eléctrica en tierra o con una estación transformadora flotante de un parque eólico marino. En una prueba de campo con una esfera de tres metros en el lago Constanza, los investigadores del Fraunhofer IEE, junto con otros socios, ya han demostrado que este concepto funciona bien.
“Las centrales de acumulación por bombeo son especialmente adecuadas para almacenar electricidad durante varias horas o algunos días. Sin embargo, su potencial de expansión es muy limitado en todo el mundo. Por eso trasladamos su principio de funcionamiento a los fondos marinos, donde las restricciones naturales y ecológicas son mucho menores. Además, es probable que la aceptación por parte de los ciudadanos sea significativamente mayor”, explica Bernhard Ernst, director de Proyectos de Fraunhofer IEE.
Los mejores enclaves
La capacidad y el rendimiento del almacenamiento esférico dependen fundamentalmente de dos factores: el volumen de las esferas y la columna de agua que presiona sobre ellas. Los expertos del Fraunhofer IEE han calculado que las profundidades de agua de 600 a 800 metros son lugares ideales desde el punto de vista económico. Allí, parámetros como la presión, el peso requerido de la esfera y el grosor necesario de las paredes guardan entre sí una proporción óptima.
Además, las motobombas subacuáticas convencionales pueden seguir utilizándose a esta profundidad. Tampoco se necesita hormigón especial de alta resistencia. Hay más que suficientes ubicaciones potenciales para el almacenamiento esférico StEnSea a esta profundidad, como muestra un análisis SIG de las zonas marinas costeras.
Para llegar a esta conlusión, los expertos del Fraunhofer IEE han tenido en cuenta parámetros como la pendiente del fondo, las corrientes, el desplazamiento de los sedimentos o la distancia a tierra. Por ejemplo, frente a las costas de Noruega, Portugal, las costas este y oeste de Estados Unidos, Brasil o Japón, el almacenamiento esférico podría instalarse en grandes cantidades. La tecnología también es adecuada para lagos profundos naturales o artificiales, como minas a cielo abierto inundadas.
Según los investigadores alemanes, el potencial mundial de almacenamiento de esta tecnología es de 817.000 gigavatios hora en total. Solo en los diez mejores emplazamientos europeos, es de 166.000 gigavatios hora. En comparación, la capacidad de las centrales terrestres de acumulación por bombeo existentes en Alemania es de algo menos de 40 gigavatios hora.
La vida útil de estas esferas es de 50 a 60 años, si bien las turbinas de bombeo y los generadores tendrían que sustituirse cada 20 años. La eficiencia a lo largo de todo un ciclo de almacenamiento es ligeramente inferior a la de una central de acumulación por bombeo convencional, entre el 75% y el 80%.
