Autora | Lucía Burbano
A pesar de la severidad de sus inviernos largos, oscuros y fríos, los países escandinavos apuestan firmemente por utilizar fuentes renovables y sistemas innovadores para calentar e iluminar sus edificios que incluso se han convertido en ejemplos mundiales para acelerar la descarbonización energética.
Ahora, Finlandia da un paso más en la aplicación, en este caso, de soluciones sostenibles de almacenamiento energético: Polar Night Energy, una startup local, ha creado unas baterías que utilizan arena para almacenar energía, una solución ya probada en el país y que continúa en expansión con varios proyectos en desarrollo.
Finlandia, un país con temperaturas extremas que apuesta por la calefacción urbana sostenible
En Finlandia, las temperaturas invernales registran baremos que van desde los -45 °C a -50 °C en Laponia y el este del país, los -25 °C y -35 °C en las islas y la costa, y una media de entre -35 °C y -45 °C en el resto de su territorio.
Para hacer frente a estas temperaturas extremas, el sistema más extendido en Finlandia es la calefacción urbana. En 2023, representó el 45% de la energía empleada en los edificios residenciales, comerciales y públicos, según un informe de Energia.fi que recopila los datos de las distintas compañías proveedoras.
En 2024, la fuente energética que proviene de energías renovables, recuperación de calor y calderas eléctricas aumentó del 70% al 73% comparado con el año anterior. La producción energética cero emisiones ya representa más del 60% de la producción de calefacción urbana en el país y, como consecuencia, las emisiones de CO2 de la producción de calefacción urbana han disminuido un 24%.
El Plan Integrado de Energía y Clima de Finlandia pretende que la producción de electricidad y calor en Finlandia esté libre de emisiones a finales de la década de 2030 sin comprometer la seguridad del suministro. Además, para asumir esta descarbonización, la calefacción de carbón quedará prohibida a partir del 1 de mayo de 2029.
Polar Night Energy innova con sus baterías de arena
Para avanzar un paso más en la producción de energía cero emisiones, la startup Polar Night Energy, en colaboración con Loviisan Lämpö, una empresa de calefacción urbana finlandesa, está construyendo un sistema de almacenamiento de energía térmica que utiliza baterías de arena en el municipio de Pornainen, al sur del país.
Esta es la segunda instalación de estas características, ya que en 2023 completó una primera planta comercial de baterías de arena en Kankaanpää para la proveedora de energía limpia Vatajankoski. En este caso se trata de baterías de arena de 7 metros de altura y un diámetro aproximado de 4 metros con capacidad de 8 MWh y 200 kW de almacenaje.
El sistema almacena el calor residual recuperado de los servidores de datos de la compañía. En sus primeros meses de funcionamiento, de enero a julio de 2023, ha alcanzado una eficiencia global de entre el 60-70%, en línea con lo esperado, y ha registrado ahorros de 91.000 kg de CO2 comparado con el sistema de combustión de astillas de madera previamente empleado.
El proyecto de Pornainen va un paso más allá, ya que ampliará la capacidad de las baterías de arena hasta los 100 MWh e incrementará su tamaño hasta los 13 metros de alto y 15 de ancho, ya que la escala aumenta significativamente el rendimiento y eficiencia de estas baterías.
En este caso, almacenará el excedente de energía eólica y solar y está previsto que su construcción se complete durante 2025. Este proyecto se alinea con los objetivos de la ciudad de alcanzar la neutralidad de carbono, ya que varios de sus edificios públicos como el ayuntamiento o la biblioteca, ya utilizan sistemas de calefacción urbana.
Cómo funciona una batería de arena
Tal y como describe Polar Night Energy en su sitio web, una batería de arena es un silo de acero aislado relleno de arena que almacena energía térmica a gran escala y a altas temperaturas. Utiliza este material por su capacidad para resistir temperaturas muy superiores al punto de ebullición del agua, lo que permite almacenar mucha más energía que el agua en un volumen similar. Además, tiene una vida útil muy larga, ya que la arena puede calentarse y enfriarse varias veces.
La batería de arena almacena energía en forma de calor cuya carga y descarga se realiza mediante unas tuberías de transferencia. El aire se calienta con electricidad y la energía resultante se transfiere a la batería mediante este sistema de transferencia de circuito cerrado.
El proceso se llama calentamiento resistivo, ya que el calor se genera con la fricción que se crea cuando la corriente eléctrica atraviesa un material que no es superconductor.
La batería de arena puede suministrar agua caliente, vapor o aire con temperaturas de salida de hasta 600°C que cubren las necesidades del 36% de los procesos industriales que actualmente dependen del petróleo y el gas.
Estatus de las baterías de arena de Pornainen
El proyecto nació cuando la caldera de astillas de madera de Loviisa Lämmö, proveedor de calefacción urbana, estaba llegando al final de su vida útil. Tras revisar las opciones que ofrecía el mercado, se decidieron por la solución de Polar Night Energy para dar servicio a sus clientes, ya que además de sus beneficios medioambientales, también permite optimizar su uso en función del precio de la electricidad y del mercado de reserva.
Según explican medios locales, la construcción va sobre ruedas. Las baterías ya se han rellenado con 2.000 toneladas de piedra esteatita triturada, valorada por su alta conductividad térmica, obtenida de la producción de chimeneas de almacenamiento del fabricante local Tulikivi. Las pruebas comenzaron este invierno y su puesta en servicio tendrá lugar durante 2025.
Otro diario online finlandés explica que los planes de Polar Night Energy no se acaban aquí. La startup ha anunciado que busca un emplazamiento para edificar una nueva planta piloto destinada a probar una versión de batería de arena que permitirá convertir la energía térmica almacenada de nuevo en electricidad.
La previsión es que la construcción de esta planta comience en el verano de 2025 y que la fase de pruebas piloto dure hasta finales de 2026.
