Mikko Paajanen, CEO de Loviisan Lämpö, explicando cómo funciona la batería de arena.

Mikko Paajanen, CEO de Loviisan Lämpö, explicando cómo funciona la batería de arena. I.M. Omicrono Pornainen (Finlandia)

Tecnología

Dentro de la batería de arena más grande del mundo: una mole de 2.000 toneladas que da calefacción a todo un pueblo

Visitamos esta pionera instalación en un pequeño municipio de Finlandia, donde se encarga de alimentar la red de calefacción de todo el pueblo.

Más información: Enormes baterías térmicas hechas con piedras, el revolucionario invento para tener energía barata

Pornainen (Finlandia)
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Todavía no ha llegado la primavera a Pornainen, una pequeña localidad de 5.000 habitantes en el sureste de Finlandia, y hace un frío que pela, capaz de atravesar guantes, gorro y todas las capas de ropa imaginables. Y eso que, a solo unos metros, en el interior de la batería de arena más grande del mundo, la temperatura puede alcanzar los 600 ºC. Cruel paradoja.

Este discreto pueblo, rodeado de campo y bosques de pinos hasta donde alcanza la vista, dependía hasta hace poco de una caldera de astillas de madera para calentar sus hogares, pero desde hace un par de años se ha convertido en una referencia mundial del almacenamiento de energía térmica a gran escala gracias a esta innovadora instalación.

La empresa detrás de este proyecto es Polar Night Energy, una startup finlandesa fundada con la misión de desarrollar soluciones de almacenamiento de energía basadas en materiales baratos, sostenibles y abundantes como la arena.

De izda. a dcha., Tommi Eronen, Mikko Paajanen, Sauli Antila, Annette Höglund-Dönnes y Liisa Naskali

De izda. a dcha., Tommi Eronen, Mikko Paajanen, Sauli Antila, Annette Höglund-Dönnes y Liisa Naskali I.M. Omicrono Pornainen (Finlandia)

Su CEO, Tommi Eronen, lleva más de una década persiguiendo este objetivo: "He estado trabajando muy, muy duro durante 14 años para hacer realidad este almacenamiento de energía y pasar de la idea original a la realidad", asegura ante varios medios, entre los que se encuentra EL ESPAÑOL - Omicrono. "Estar aquí, junto a la batería de energía más grande del mundo en funcionamiento, me hace muy feliz".

La construcción de esta instalación comenzó en mayo de 2024. Durante dos semanas, 50 camiones no dejaron de circular por las carreteras de la región transportando arena hasta completar las 2.000 toneladas necesarias para llenar el depósito, un enorme silo de acero de 15 metros de altura y 12 de diámetro.

"Hace un año comenzamos la puesta en marcha progresiva de esta batería de arena", explica Liisa Naskali, COO de Polar Night Energy. "Y hemos aprendido mucho durante el proyecto. Ha sido muy desafiante, pero estamos muy contentos porque es una solución única en el mundo".

Cómo funciona

El principio detrás de esta tecnología es más sencillo de lo que parece en un primer momento. La batería almacena energía en forma de calor dentro de un gran depósito lleno de arena.

En este caso, utilizan esteatita triturada, una roca de origen natural con gran capacidad para retener el calor, aunque desde la compañía aseguran que pueden utilizar otros materiales similares dependiendo del lugar donde se instale la batería.

Cuando hay electricidad barata disponible en la red, por ejemplo en momentos de alta producción renovable, esa energía se utiliza para calentar el aire que circula por el interior del depósito mediante resistencias eléctricas. El calor queda almacenado en la arena y puede liberarse posteriormente en la red de calefacción urbana, oculta bajo el suelo de todo el municipio.

Cómo funciona una batería térmica de arena

"Este sistema tiene una potencia de carga y descarga de 1 MW, con una capacidad de energía de 100 MWh", detalla el propio Eronen. "Su eficiencia de ciclo completo es aproximadamente del 83%, así que la mayor parte de la energía aquí almacenada irá a parar a la red de calefacción urbana de Pornainen, con muy pocas pérdidas".

Acceder al interior de la instalación tras subir unas escaleras exteriores es adentrarse en un mundo de ingeniería discreta pero eficaz. El angosto espacio circular es una acumulación de todo tipo de máquinas que emiten un zumbido constante y kilómetros de tuberías escondidos tras una cantidad descomunal de papel de aluminio, que actúa como aislante térmico para minimizar las pérdidas de calor.

La batería de arena de Polar Night Energy junto a la chimenea de la caldera de biomasa.

La batería de arena de Polar Night Energy junto a la chimenea de la caldera de biomasa. Ismael Marinero Omicrono Pornainen (Finlandia)

Bajo nuestros pies, las 2.000 toneladas de arena se mantienen a temperaturas superiores a los 500 ºC, pero en este piso superior el calor no es excesivo, por más que sirva de refugio frente al gélido aire exterior.

Junto al depósito, a ras de suelo, una pequeña caseta de obra alberga los equipos de control y supervisión. En las pantallas de un ordenador, un complejo gráfico de líneas refleja en tiempo real la temperatura de las distintas zonas de la instalación, la energía almacenada y la disponible para verter al sistema de calefacción de Pornainen.

Aunque el sistema está altamente automatizado y permite elegir cuándo 'cargar' la batería y cuándo liberar su calor en función de los precios de la electricidad y la demanda de los vecinos.

Almacenamiento a largo plazo

Una de las principales ventajas de esta tecnología frente a otras soluciones de almacenamiento es su capacidad para retener la energía durante periodos muy prolongados.

Mientras que una batería de litio convencional puede almacenar energía durante unas pocas horas, la batería de arena de Pornainen puede mantener el calor durante hasta 100 horas, unos 4 días.

"En comparación con cualquier solución de almacenamiento de energía en el mercado, tenemos una ventana de carga órdenes de magnitud más larga que cualquier otra", subraya Eronen.

Uno de los equipos del interior de la batería de arena de Polar Night Energy.

Uno de los equipos del interior de la batería de arena de Polar Night Energy. I.M. Omicrono Pornainen (Finlandia)

Mikko Paajanen, CEO de Loviisan Lämpö, la empresa que opera la red de calefacción de Pornainen, lo traduce en términos prácticos: "Si almacenas la energía en tanques de agua, por ejemplo, tienes uno o dos días para seleccionar las horas más baratas. Con la solución de Polar Night Energy tienes prácticamente una semana".

Paajanen también destaca la robustez del sistema. "No tiene prácticamente partes móviles, es un sistema muy robusto y la vida útil debería ser muy, muy larga porque no hay nada más que arena seca dentro y algunas tuberías de metal".

Eso, sumado a una materia prima abundante y barata como la esteatita, que no hace falta sustituir porque sus propiedades térmicas no se degradan con el tiempo, convierte la solución de Polar Night Energy en una de las más atractivas a largo plazo para el almacenamiento de energía.

El proyecto no habría sido posible sin la inversión de CapMan Infra, uno de los principales fondos de infraestructuras del norte de Europa. "Aquí tenemos la antigua planta térmica de calderas de astillas de madera, que estaba llegando al final de su vida útil y era la fuente principal de calor para la red de calefacción de Pornainen", explica Sauli Antila, director de inversiones de la compañía, señalando la instalación contigua coronada por una estilizada chimenea de color rojo.

"La solución obvia habría sido reemplazarla por una muy similar y continuar durante los próximos 20 años quemando astillas de madera, que al menos es biomasa y no un derivado del petróleo. Pero queríamos pensar en alternativas y ahí es donde se cruzó Polar Night Energy".

"Esta es la mejor alternativa posible desde el punto de vista técnico y económico, y también desde el punto de vista de la sostenibilidad", afirma Antila. Además, la vieja caldera de astillas de madera puede seguir operando. "Hemos alargado su vida útil otros 10 años, porque ahora funciona como un respaldo" para la batería de arena.

Diversas aplicaciones

Según el Informe Mundial de la Felicidad de la ONU, Gallup y la Universidad de Oxford, Finlandia es el país más feliz del mundo por noveno año consecutivo. Los fineses no parecen muy convencidos de esa clasificación (que le pregunten al cineasta Aki Kaurismäki, sin ir más lejos) pero los técnicos y directivos presentes durante la visita sí parecen genuinamente satisfechos de haber conseguido construir esta solución y ofrecérsela al resto del mundo.

El alcalde de Pornainen, Antti Kuusela, comparte ese optimismo desde una perspectiva más cercana a los vecinos. "Yo represento a los usuarios finales de esta red de calefacción urbana y estamos muy contentos de poder contribuir a mejorar la situación en nuestro pequeño pueblo", explica.

La batería de arena de Polar Night Energy en Pornainen.

La batería de arena de Polar Night Energy en Pornainen. I.M. Omicrono Pornainen (Finlandia)

Para Kuusela, más allá de los beneficios medioambientales, hay una ventaja muy concreta que los ciudadanos notan en su factura mes a mes: "La estabilidad del precio de la calefacción urbana es, sin duda, una de las ventajas más importantes de este sistema".

En un contexto como el actual, en el que el mercado energético es tan volátil, Paajanen coincide con ese diagnóstico. "Es algo que aporta mucha más resiliencia frente a los precios de la energía que vemos en este momento, cuando el gas y el petróleo están subiendo tanto".

Además, según sus responsables, no es únicamente una solución de nicho para los países nórdicos, donde son más habituales estas redes de calefacción que calientan distritos o municipios enteros. Annette Höglund-Dönnes, directora comercial de Polar Night Energy, apunta a un abanico mucho más amplio de usos industriales en países como España.

"Si la electricidad procede de un parque solar, por ejemplo, con el exceso de energía se cargaría la batería de arena y luego la salida de energía podría ser en forma de vapor para distintos procesos industriales, ya sea para la producción de bebidas, comida o de productos químicos. Utilizar la batería en una red de calefacción urbana es solo una solución marginal", señala.

Así, lo que hoy calienta un pequeño pueblo finlandés mañana podría alimentar fábricas en cualquier rincón del mundo: Polar Night Energy no concibe Pornainen como un caso aislado. La empresa ya está construyendo una nueva instalación con el doble de tamaño y capacidad en Vääksy, a unos 100 kilómetros de distancia.

De hecho, la compañía ya trabaja en el diseño de versiones a mayor escala todavía, con 10 MW y 1.000 MWh de capacidad y una eficiencia de ciclo completo que roza el 90%. Eso implicaría tener sistemas capaces de descarbonizar redes de calefacción urbana de ciudades mucho más grandes que Pornainen, grandes procesos industriales o abastecer a empresas energéticas que necesiten almacenamiento masivo y flexible.

La tecnología es modular, por lo que puede adaptarse a distintos tamaños y necesidades, y su integración con fuentes renovables como la solar o la eólica es una de sus grandes bazas en un mercado que busca desesperadamente soluciones para almacenar la energía verde cuando sobra y liberarla cuando falta.

El contraste entre el frío de este gélido rincón de Finlandia y el calor almacenado en la arena resume mejor que cualquier cifra lo que esta tecnología promete: guardar la energía cuando no se necesita y devolverla cuando más falta hace. Simple, robusto y, según sus creadores, listo para protagonizar una verdadera revolución energética.