Imagen de archivo del presidente de China, Xi Jinping.

Imagen de archivo del presidente de China, Xi Jinping. Mark R. Cristino EFE

Tecnología

China cambia las normas de la energía: va a usar cavernas subterráneas para almacenar hidrógeno a gran escala

La apuesta de China por el hidrógeno los ha llevado a innovar para poder almacenarlo en grandes cantidades, bajo el mismo suelo.

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Pese a que España es uno de los países occidentales que más apuesta por las energías renovables, al lado de China la escala es completamente diferente.

Mientras en Europa se debaten las normativas, China ha inaugurado su primera instalación de almacenamiento de hidrógeno en cavernas salinas con una capacidad operativa sin precedentes.

Esta infraestructura estratégica se encuentra situada en la provincia de Hubei, aprovechando las formaciones geológicas de la zona de Jingzhou. El proyecto representa un avance crítico para la seguridad energética de la región al permitir el guardado de recursos a gran escala.

En la actualidad, el proyecto utiliza dos compresores para inyectar hidrógeno a una presión de 15 MPa y una tasa de 2.000 metros cúbicos estándar por hora. Los planes de expansión contemplan alcanzar una capacidad total de 1,5 millones de metros cúbicos en los próximos años de desarrollo.

El uso de cavidades subterráneas naturales permite gestionar la intermitencia de las fuentes de energía eólica y solar de manera eficiente. Esta solución tecnológica garantiza que el excedente de producción eléctrica no se desperdicie durante las horas de baja demanda.

La importancia del hidrógeno en la transición energética

El hidrógeno verde se ha consolidado como el vector energético fundamental para descarbonizar los sectores industriales más pesados del planeta. Su capacidad para almacenar grandes densidades de energía lo convierte en el sustituto ideal de los combustibles fósiles tradicionales.

China ha integrado este proyecto dentro de su ambicioso plan nacional para alcanzar la neutralidad de carbono antes del año 2060. La puesta en marcha de la planta de Hubei demuestra que la tecnología de almacenamiento geológico es ya una realidad comercial viable.

Las cavernas salinas ofrecen una estanqueidad superior gracias a las propiedades mecánicas únicas de la roca de sal. Estas formaciones actúan como un recipiente natural hermético que impide cualquier tipo de fuga de gas hacia el exterior.

La sal tiene la capacidad de sellar pequeñas fisuras de forma automática bajo la enorme presión del entorno profundo. Esta característica garantiza que el hidrógeno almacenado permanezca puro y seguro durante largos periodos de tiempo sin degradación.

Detalles técnicos de la construcción subterránea

La creación de estos depósitos gigantescos se realiza mediante una técnica de ingeniería avanzada conocida como lixiviación por solución. Se inyecta agua dulce a presiones controladas para disolver la sal y crear un espacio vacío con la forma deseada.

Este proceso requiere un control exhaustivo de la salinidad y del flujo de agua para asegurar la estabilidad estructural de la bóveda. Una vez finalizada la extracción de la salmuera, la caverna es sometida a pruebas de presión para verificar su integridad total.

Las dimensiones de estas cavidades son comparables a rascacielos enterrados bajo cientos de metros de profundidad terrestre. La profundidad garantiza que la presión natural de la tierra ayude a mantener el hidrógeno comprimido de forma económica.

Los ingenieros chinos han desarrollado sistemas de monitoreo sísmico para vigilar cualquier movimiento en las capas tectónicas cercanas al depósito. La seguridad de la instalación es la prioridad máxima para evitar riesgos operativos en un entorno de alta presión.

Ventajas competitivas del almacenamiento en sal

El almacenamiento geológico es considerablemente más barato que la construcción de tanques de acero en la superficie de la tierra. Además, el impacto visual y ambiental sobre el paisaje se reduce de manera significativa al ocultar la infraestructura bajo el suelo.

  • Reducción drástica del coste por kilovatio hora almacenado en comparación con las baterías de litio.
  • Capacidad de almacenamiento estacional para cubrir las variaciones de producción entre el verano y el invierno.
  • Alta densidad energética que permite suministrar energía a ciudades enteras desde un único punto geográfico.
  • Larga vida útil de la instalación que puede superar los cincuenta años de operación continua.
  • Mínimo mantenimiento necesario una vez que la caverna ha sido estabilizada y llenada con el gas.

Integración con la red eléctrica nacional

La planta de Jingzhou funciona como una gigantesca batería de respaldo que se activa cuando la producción renovable cae inesperadamente. El hidrógeno puede ser reconvertido en electricidad mediante turbinas de gas o pilas de combustible de alta potencia.

Esta flexibilidad operativa permite estabilizar la frecuencia de la red eléctrica y evitar apagones en zonas industriales de alto consumo. La coordinación entre los parques eólicos y el almacén de hidrógeno es gestionada por algoritmos de inteligencia artificial avanzada. Es algo que en España hubiera venido muy bien hace un año.

El sistema permite absorber los picos de generación eléctrica que ocurren durante los días de viento intenso o sol radiante. En lugar de desconectar los aerogeneradores, la energía sobrante se utiliza para producir hidrógeno mediante electrólisis y guardarlo bajo tierra.

Este modelo de gestión energética es el que muchos países europeos buscan implementar para reducir su dependencia del gas natural importado. China ha tomado la delantera al demostrar que la escala industrial de estos proyectos es técnicamente factible hoy mismo.

Desafíos superados por la ingeniería china

Uno de los principales retos tecnológicos fue evitar la fragilización por hidrógeno de las válvulas y tuberías metálicas del sistema. El hidrógeno es una molécula extremadamente pequeña que puede penetrar en la estructura del acero y volverlo quebradizo.

Los científicos utilizaron aleaciones especiales y recubrimientos cerámicos para proteger todos los componentes críticos de la planta de extracción. Estos materiales han sido probados en condiciones extremas para garantizar que no haya fallos estructurales durante las operaciones de carga.

Otro problema complejo fue la gestión de la pureza del gas al entrar en contacto con los restos de salmuera de la caverna. Se han instalado sistemas de deshidratación y filtrado que purifican el hidrógeno en el momento en que sale del subsuelo.

La gestión del calor generado durante la compresión del gas también requirió el diseño de intercambiadores térmicos de alta eficiencia. El control de la temperatura es vital para no alterar la estabilidad mecánica de las paredes de sal de la cavidad.

Esquema de funcionamiento del almacenamiento de hidrógeno

Esquema de funcionamiento del almacenamiento de hidrógeno Universidad Politécnica de Madrid

En España también hemos visto algunos proyectos que intentan llevar a cabo trabajos similares a los que China acaba de completar con éxito, aunque no con la misma capacidad de almacenamiento.

Impacto en la industria y el transporte

El hidrógeno almacenado en Hubei no solo servirá para generar electricidad, sino que abastecerá a las industrias químicas cercanas. Las refinerías y fábricas de fertilizantes podrán acceder a una fuente de energía limpia de manera constante y predecible.

El sector del transporte pesado también se beneficiará de la creación de hidrogeneras conectadas directamente a estas reservas masivas. Camiones y buques de carga podrán operar sin emisiones contaminantes gracias al suministro estable garantizado por las cavernas salinas.

Comparativa con otras tecnologías de almacenamiento

Las baterías de ion litio son excelentes para el almacenamiento de corta duración, pero su coste es prohibitivo para aplicaciones estacionales. El hidrógeno en cavernas salinas ofrece una capacidad de almacenamiento órdenes de magnitud superior por cada euro invertido.

El bombeo hidráulico requiere de condiciones geográficas muy específicas, como grandes desniveles y disponibilidad de agua abundante. Las cavernas de sal pueden encontrarse en regiones donde no es posible construir presas o centrales hidroeléctricas reversibles.

Los depósitos de gas natural agotados también se estudian para guardar hidrógeno, pero presentan riesgos de fugas a través de los pozos antiguos. Las cavernas salinas son mucho más seguras debido a que son estructuras creadas a medida y completamente selladas por la sal.

La velocidad de carga y descarga de una caverna salina permite responder a las variaciones de la demanda en cuestión de minutos. Esta rapidez de respuesta es fundamental en un mercado eléctrico donde la generación renovable es altamente variable.

Sostenibilidad y medio ambiente a largo plazo

La construcción de las cavidades subterráneas se realiza siguiendo protocolos ambientales estrictos para proteger los acuíferos de agua dulce superficiales. La salmuera resultante de la lixiviación es reutilizada por la industria química para evitar vertidos contaminantes en los ríos.

El uso del subsuelo minimiza la ocupación de terrenos que pueden ser destinados a la agricultura o a la conservación de la biodiversidad. El hidrógeno almacenado no produce emisiones de efecto invernadero ni residuos tóxicos en caso de liberación accidental.

Los estudios geológicos indican que estas formaciones de sal son estables por millones de años, lo que garantiza la permanencia del almacén. Esta visión de largo plazo es necesaria para construir infraestructuras que sirvan a las próximas generaciones de ciudadanos.

La transición energética mundial depende de la capacidad de los países para guardar energía limpia de forma masiva y barata. El éxito del proyecto en Hubei marca un camino claro para el resto de las naciones que buscan la independencia energética.

Perspectivas de futuro para la red de cavernas

China planea replicar este modelo en otras provincias que poseen domos salinos adecuados para el almacenamiento de gases. La meta es crear una red interconectada de depósitos geológicos que cubra todo el territorio nacional chino.

Esta red permitirá transportar energía de las regiones del oeste, ricas en sol y viento, hacia los centros industriales del este. El hidrógeno viajará a través de tuberías especializadas y se guardará en cavernas salinas situadas estratégicamente cerca de los consumidores.

La estandarización de los procesos de lixiviación permitirá abaratar aún más los costes de construcción de las futuras cavidades subterráneas. El conocimiento adquirido en este primer proyecto piloto será exportado a otros mercados internacionales interesados en la tecnología.

El almacenamiento de hidrógeno en cavernas salinas es la pieza que faltaba para completar el rompecabezas de la energía renovable total.