El principal reto de las tecnologías emergentes es solucionar sus problemas

Problemas tecnológicos en cuanto a la electricidad 

Cualquier tecnología tiene problemas, inherentes al hecho que la perfección no existe. Por ello uno de los retos que tienen los que desarrollan tecnologías es solucionar esos problemas. Este reto es especialmente significativo en las tecnologías que se consideran emergentes; pero también han de solucionarse problemas en las tecnologías que se consideran maduras. De entre los retos en la situación actual de tensiones en el mercado energético destacan los relacionados con la generación y consumo de electricidad. 

Veamos algunos de los problemas de algunas tecnologías relacionados con la electricidad:  

El problema del alto consumo eléctrico de blockchain

Es conocido el grave problema de consumo eléctrico que supone la minería de criptomonedas. En un estudio publicado por Galaxy Digital en 2021, se estimaba que el consumo anual de la red bitcoin era de unos 113,89 TW/h, que es casi la mitad del consumo total eléctrico anual de España que es de unos 250 TW/h, y es superior al consumo anual de países como Suiza o Finlandia.  

• Tecnología Blockchain

Estos datos nos expresan el impacto que supone para la imagen de la tecnología blockchain, en especial de las criptomonedas, el problema de consumo que tiene esa tecnología. El motivo de esta necesidad de electricidad se debe a la necesidad de garantizar la seguridad de las transacciones mediante los “algoritmos de trabajo de prueba”. A este concepto de trabajo de prueba se le conoce como Proof-of-Work (PoW). Estos algoritmos precisan que los “mineros” entren en competición haciendo cálculos para resolver enigmas criptográficos; tarea que supone una elevada cantidad de potencia computacional que necesita electricidad para poder funcionar. 

Se ha desarrollado una potencial  

• Prueba de participación 

Una solución para validar los datos de las transacciones con un menor consumo es lo que se denomina “la prueba de participación”. A este concepto de prueba de participación se le conoce como Proof-of-Stake (PoS). En este caso los mineros participan en el sistema de validación en base a la cantidad de criptomonedas que tienen en sus monederos. Lo cual requiere una menor potencia computacional y por tanto menos consumo eléctrico. 

El punto de inflexión para que esta solución tenga relevancia y se generalice, se prevé a lo largo de este año 2022 cuando la red Ethereum la valide y posteriormente haga lo que se ha bautizado como “la fusión”, es decir, que pase de trabajar con PoW a trabajar con PoS.   

El problema del almacenamiento de energía eléctrica sobrante con tecnologías de baterías

Uno de los problemas que tienen las energías renovables es que varias de ellas tienen un funcionamiento discontinuo. Los paneles solares solo funcionan de día o los aerogeneradores solo funcionan cuando el viento tiene una velocidad suficiente para mover las hélices y no es tan fuerte que pueda hacer que las hélices giren demasiado rápidas y se desequilibre el eje.  

Para acumular la energía sobrante que generan estas y otras renovables se usan almacenes de baterías. Las baterías que se usan en estos almacenes utilizan diferentes tecnologías y cada tecnología tiene sus problemas.  

• Baterías de litio 

Así tenemos la tecnología para baterías de litio, en este caso algunos de los problemas son la degradación lenta de los electrodos de litio de las celdas de la batería lo que provoca que pierdan eficiencia con el tiempo y que tengan que sustituirse completamente las celdas de forma periódica o el riesgo de incendio por sobrecargas eléctricas o por sobrecalentamiento durante la carga.  

• Iones de vanadio 

Otra tecnología de baterías es la de “iones de vanadio”, la ventaja de esta tecnología es que no existe degradación de electrodos porque solo hay intercambio de electrones entre tanques separados por una membrana. Ahora bien, esta membrana debe sustituirse, aunque en un periodo entre 10 y 20 años. Además, no tiene riesgos de incendio. Sin embargo, esta tecnología tiene el inconveniente que su densidad de energía es baja, es decir, el volumen de estas baterías es muy grande en comparación con las baterías de litio. 

• Baterías a base de hierro 

También se han desarrollado nuevas tecnologías de baterías a base de hierro. En este caso el factor que destaca es el bajo coste, abundancia y la no toxicidad de sus materias primas (hierro, sal y agua). Pero también tienen el inconveniente de su mayor tamaño con respecto a las baterías de litio, por lo que se plantean como solución para el almacenamiento de la energía sobrante de los sistemas de tecnologías renovables. El reto está en conseguir almacenar energía que pueda usarse durante más de 8 horas, es decir, el tiempo mínimo en que no hay sol. 

Conclusiones

Ciertamente la electricidad es uno de los factores estratégicos necesarios para el progreso de la civilización que mantendrá en continua evolución tanto las tecnologías como las soluciones a los problemas de esas tecnologías.