Water

 

Las mareas, las olas y las corrientes pueden utilizarse para generar electricidad. Si bien aún se encuentran en fase de investigación y desarrollo y todavía no están disponibles comercialmente, entre las tecnologías oceánicas prometedoras se incluyen:

La energía undimotriz se basa en convertidores que capturan la energía contenida en las olas del océano y la utilizan para generar electricidad. Entre los convertidores se incluyen columnas de agua oscilantes que atrapan bolsas de aire para accionar una turbina; convertidores de cuerpo oscilante que utilizan el movimiento de las olas; y convertidores de rebosamiento que aprovechan las diferencias de altura.

La capacidad instalada total de energía oceánica alcanzó los 494 MW a nivel mundial a finales de 2024. 

La energía mareomotriz se produce mediante tecnologías de aprovechamiento de la amplitud de las mareas que utilizan una presa (un dique u otra barrera) para captar energía entre la marea alta y la baja; tecnologías de corrientes o flujos de marea; o aplicaciones híbridas.

La energía del gradiente de salinidad surge de las diferentes concentraciones de sal, como ocurre cuando un río desemboca en el océano. Los proyectos de demostración utilizan la "ósmosis retardada por presión", en la que el agua dulce fluye a través de una membrana para aumentar la presión en un tanque de agua salada; y la "electrodiálisis inversa", en la que los iones de sal pasan a través de tanques alternos de agua salada y dulce.

La conversión de energía térmica oceánica genera electricidad a partir de la diferencia de temperatura entre el agua de mar superficial cálida y el agua de mar fría a una profundidad de entre 800 y 1000 metros.

DESALINIZACIÓN

La desalinización (o desalación) es el proceso industrial mediante el cual se elimina la sal y otros minerales disueltos del agua de mar o del agua salobre para convertirla en agua dulce apta para el consumo humano, la agricultura, la industria o usos municipales.

Este método se ha convertido en una solución clave contra la escasez hídrica en regiones áridas o costeras, especialmente con el cambio climático intensificando sequías en muchas partes del mundo. Hoy en día, más de 300 millones de personas dependen parcial o totalmente de agua desalinizada.

Principales métodos de desalinización:

- Ósmosis inversa (RO) → El método dominante (más del 70 % de la capacidad mundial). El agua salada se presiona contra membranas semipermeables que dejan pasar el agua pero retienen sales y contaminantes. Consume alrededor de 3 kWh por m³ producido (muy eficiente comparado con métodos antiguos).

- Destilación térmica (como evaporación flash multietapa - MSF o MED) → Se calienta el agua para evaporarla y luego se condensa el vapor, dejando la sal atrás. Es común en países del Golfo donde hay mucho gas barato, pero consume mucha más energía (hasta 10 kWh/m³ o más).

Otros métodos menos comunes incluyen electrodiálisis, destilación por membranas o evaporación solar (más para escalas pequeñas).

Ventajas de la desalinización:

- Fuente prácticamente inagotable (el océano no se seca).

- Independiente de lluvias, ríos o acuíferos → Ideal para zonas con sequías prolongadas.

- Garantiza suministro estable en regiones costeras.

- Permite abastecer a ciudades, agricultura e industria en países con alto estrés hídrico.

Desventajas e impactos ambientales:

- Alto consumo energético → Aunque la ósmosis inversa ha mejorado mucho, sigue siendo intensiva (las plantas grandes usan la electricidad equivalente a una ciudad mediana).

- Costo elevado → Tanto de construcción como de operación (aunque ha bajado drásticamente en las últimas dos décadas).

- Producción de salmuera (agua muy concentrada en sal) → Se devuelve al mar y puede afectar ecosistemas marinos locales si no se diluye o maneja bien.

- Dependencia de energía fósil en muchas plantas → Aunque crece rápido la integración con renovables (solar, eólica) para reducir emisiones.

Situación actual (2026).

La capacidad instalada mundial supera los 110 millones de m³/día (más de 99 millones según datos recientes, pero sigue creciendo rápido). Abastece a más de 100–300 millones de personas según las estimaciones.

Las regiones líderes son Oriente Medio y el norte de África. Países como Arabia Saudita, Emiratos Árabes Unidos, Kuwait, Israel y Qatar dependen enormemente de ello (en algunos casos >70–90 % del agua potable).

Entre las plantas más grandes del mundo destacan:

- Ras Al Khair (Arabia Saudita) → La mayor del mundo, con capacidad de ~3 millones de m³/día (mezcla de tecnologías térmica y ósmosis inversa).

- Proyectos masivos en Qatar y otros países del Golfo que han superado récords recientes (hasta 600 millones de litros/día en instalaciones nuevas).

En 2025–2026 se habla de un punto de inflexión: avances en membranas más eficientes, recuperación de energía, integración masiva de renovables y diseños modulares están bajando costos y huella ambiental. El mercado crece rápidamente y se proyecta que siga.

ALMACENAMIENTO

El sistema de almacenamiento por bombeo hidroeléctrico (conocido como PHS o pumped hydro storage) es la forma más utilizada y probada a gran escala de almacenar energía eléctrica en el mundo. Funciona como una batería gigante que usa agua y gravedad en lugar de productos químicos.

Cómo funciona:

Se basa en dos embalses (depósitos de agua) situados a diferentes alturas, uno mucho más alto que el otro, conectados por tuberías y turbinas reversibles.

- Cuando hay exceso de electricidad en la red (por ejemplo, mucho sol o viento produciendo energía renovable, o durante la noche cuando la demanda es baja), se usa esa electricidad barata para bombear agua del embalse inferior hacia el superior. Esto "carga" el sistema convirtiendo energía eléctrica en energía potencial gravitatoria (el agua queda almacenada en lo alto).

- Cuando se necesita electricidad (horas pico, atardecer sin sol, o cuando baja la generación renovable), se abre la compuerta y el agua cae por gravedad desde el embalse superior al inferior, pasando por turbinas que generan electricidad al girar. Es exactamente igual que una central hidroeléctrica convencional, pero reversible.

El ciclo completo suele tener una eficiencia del 75-85 %, es decir, por cada 100 kWh que usas para bombear, recuperas entre 75 y 85 kWh al generar.

Ventajas principales:

- Capacidad enorme: puede almacenar decenas o cientos de gigavatios-hora durante horas, días o incluso semanas (mucho más que las baterías de litio actuales a escala similar).

- Duración larga: ideal para equilibrar la red durante todo el día o varios días.

- Vida útil muy larga: 50-100 años o más con buen mantenimiento.

- Servicios adicionales a la red: responde en segundos, regula frecuencia, proporciona reserva girante y estabilidad al sistema eléctrico.

- Bajo coste por kWh almacenado a largo plazo (una vez construida la instalación).

- Es 100 % renovable y no emite CO₂ durante su operación.

Desventajas e inconvenientes:

- Requiere un desnivel geográfico importante (montañas o colinas pronunciadas).

- Necesita grandes volúmenes de agua y terrenos adecuados, por lo que no se puede poner en cualquier sitio.

- Alto coste inicial y tiempos de construcción largos (5-15 años).

- Impacto ambiental: afecta ecosistemas locales, requiere inundar zonas (aunque los sistemas closed-loop o cerrados minimizan esto al no conectarse a ríos naturales).

- Menos flexible para ubicaciones planas o urbanas (ahí ganan las baterías químicas).

Situación actual (principios de 2026):

Representa más del 90-95 % de todo el almacenamiento a gran escala en el planeta, con una capacidad instalada global que supera los 180-200 GW de potencia y alrededor de 9.000 GWh de energía almacenada. China lidera con mucha diferencia (ha añadido mucha capacidad reciente), seguida de EE.UU., Japón, Europa (España, Alemania, Francia, etc.) y otros países.

En resumen, el PHS no es una "batería" moderna de litio, pero sigue siendo la tecnología más barata, eficiente y masiva para almacenar energía a gran escala y hacer posible un sistema eléctrico con mucho porcentaje renovable variable. Es la columna vertebral del almacenamiento a nivel mundial y seguirá siéndolo durante décadas.