En España, 2023 fue un año clave para la ampliación de la generación de energías renovables. La eólica y la fotovoltaica crecieron de forma conjunta un 15,1%, hasta llegar al 50,3% de la producción eléctrica a nivel nacional, según datos de Red Eléctrica Española. Las previsiones señalan que esas cifras seguirán al alza, lo que augura precios más bajos y menos CO2 emitido a la atmósfera. Sin embargo, las renovables se enfrentan a un problema clave: la incapacidad para almacenar durante largos períodos de tiempo estas formas intermitentes de energía para su uso posterior.
Se están investigando distintas alternativas, como las ingeniosas baterías termosolares que está desarrollando un equipo de la Universidad Politécnica de Madrid o los prototipos que usan toneladas de arena para almacenar energía térmica. Este último proyecto suministrará la energía necesaria para la red de calefacción urbana del pequeño municipio finlandés de Pornainen, pero hay opciones más ambiciosas en el mismo país nórdico. Hablamos de Varanto, un nuevo proyecto recién presentado que se convertirá en la instalación de almacenamiento de energía estacional más grande del mundo, que ocupará a 100 metros bajo el suelo una superficie similar a la de dos Madison Square Gardens, el icónico estadio cubierto de Nueva York.
Su capacidad alcanza los 90 GWh, la energía equivalente a 1,3 millones de baterías de coches eléctricos, y se encargará de cubrir las necesidades de calefacción durante todo el año de la ciudad de Vantaa, la cuarta más poblada de Finlandia con cerca de 250.000 habitantes. "Desafortunadamente, las soluciones de almacenamiento a pequeña escala, como baterías o acumuladores, no son suficientes, se necesitan grandes soluciones de almacenamiento a escala industrial. Varanto es un excelente ejemplo de ello y estamos encantados de poder dar ejemplo al resto del mundo", afirma en un comunicado de prensa Jukka Toivonen , director general de Vantaa Energia, la empresa detrás del proyecto.
Enorme infraestructura
Varanto, palabra finesa que significa bóveda o reserva, resume en ese nombre la esencia misma del proyecto. Y es que su funcionamiento consiste en almacenar calor en cavernas subterráneas para después utilizarlo para calentar edificios a través de la red de calefacción urbana que usan ciudades como Vantaa, próxima a Helsinki.
El proyecto, cuyo coste se estima en unos 200 millones de euros, y ha dado sus primeros pasos gracias a una subvención de 19 millones de euros del Ministerio de Asuntos Económicos y Empleo de Finlandia, empezará a construirse este mismo verano y, si todo va según lo planeado, estará listo para comenzar a operar en 2028.
Varanto, la planta subterránea de almacenamiento de energía térmica
Esta instalación de almacenamiento de energía térmica estacional requiere de una logística única. La idea pasa por excavar en el lecho rocoso de Vantaa tres cavernas, cada una de ellas de unos 20 metros de ancho, 300 metros de largo y 40 metros de alto, con una profundidad máxima de 140 metros bajo la superficie. En total, su volumen es equivalente a 1.100.000 de metros cúbicos, incluidas las instalaciones de proceso.
Las inmensas bóvedas de Varanto se rellenarán con agua caliente utilizando el calor residual procedente de centros de datos, procesos de refrigeración y plantas de reciclaje cercanas. Para mantenerla durante meses a temperaturas de 140 ºC sin permitir que el agua hierva o se evapore, los sistemas la mantendrán a una presión constante.
La idea, con un potencial inmenso, pasa por almacenar el calor durante los meses de verano para 'liberarlo' en los meses más fríos, que en un país como Finlandia pueden ir desde octubre hasta mayo. Un novedoso planteamiento que puede facilitar enormemente la transición energética.
Sistema híbrido
En España estamos acostumbrados a las calefacciones individuales y centrales, que normalmente se limitan a calentar el agua para las necesidades térmicas de una única vivienda o edificio. En cambio, en los países nórdicos y especialmente en Finlandia, son habituales los sistemas de calefacción que cubren las necesidades de barrios y ciudades enteras.
Diagrama de la red de calefacción urbana de Vantaa
Estos se configuran como una red subterránea cerrada con dos tuberías, en las que la energía térmica producida en el entorno fluye hacia los usuarios en forma de agua caliente. En el caso de Vantaa, 42 millones de litros de agua son los que circulan bajo la superficie a lo largo de 600 kilómetros para calentar el 90% de las casas.
Mientras una tubería se encarga de llevar el agua a los edificios con una temperatura entre 80 y 115 °C, la otra devuelve el agua que ha pasado a estar entre 35 y 50°C para poder recalentarla. En ningún caso el agua de la red circula en la calefacción doméstica, sino que se utilizan intercambiadores de calor diseñados para transferir la energía térmica.
Este funcionamiento permite integrar fácilmente tecnologías innovadoras de generación y almacenamiento de energía, como sucede Varanto. En Vantaa, la energía para la calefacción urbana proviene de la planta de conversión de residuos y de la central eléctrica de Martinlaakso, donde la madera es el combustible principal. A este sistema pronto se unirá la Planta de Incineración de Alta Temperatura, cuya entrada en funcionamiento está prevista para 2025, cuando empezará a producir energía a partir de residuos peligrosos no reciclables.
Para cubrir las necesidades de conversión de energía térmica que requiere Varanto se construirán dos calderas eléctricas de 60 MW. "Estas calderas se utilizarán para producir calor a partir de electricidad renovable cuando la electricidad sea abundante y barata", afirma Toivonen. El objetivo es disponer de una plataforma lo más flexible posible para aprovechar al máximo las diferentes fuentes de energía. "Nuestro sistema de producción de calor funcionará como un coche híbrido: alternando entre electricidad y otras formas de producción, dependiendo de lo que sea más ventajoso y eficiente en cada momento", concluye.