TFG y TFM

Una alternativa sostenible para generar energía hidroeléctrica en minas abandonadas

La necesidad de reducir la emisión de gases contaminantes procedentes de combustibles fósiles como el carbón ha llevado al cierre a muchas explotaciones mineras. Guillermo Domínguez, ganador del Premio al Mejor Trabajo Fin de Grado (TFG) de la Cátedra Aquae de Economía del Agua, propone la reutilización de estas minas para la generación y almacenamiento sostenible de energía hidráulica. Para esto, diseña una propuesta aplicada a la mina de Lieres, en Asturias.

Desde tiempos de la Revolución Industrial hasta la actualidad, los combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas) han sido, sin duda, las fuentes de energía dominantes en el mix energético. Sin embargo, en los últimos años, se ha vislumbrado un cambio de tendencia, y las fuentes de energía renovables han ido ganando terreno en el ámbito de la generación de electricidad. Esta transformación del sector eléctrico pasa por desarrollar una tecnología de almacenamiento rentable y fiable que permita aumentar la disponibilidad de esta energía de marcado carácter intermitente y aliviar la congestión de la red eléctrica.

Generación de energía sostenible en minas subterráneas cerradas de carbón

El almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo (PHES, Pumped Hydroelectric Energy Storage) supone una solución viable para satisfacer esta necesidad. Una central de bombeo convencional está formada por un depósito superior y un depósito inferior conectados por un circuito hidráulico que actúa como línea de conducción de agua entre ambos depósitos y una unidad de bomba-turbina.

La reutilización de minas abandonadas 

Una alternativa menos conocida, pero con mucho potencial, son las plantas UPHES (Underground Pumped Hydroelectric Energy Storage), cuyo depósito inferior es subterráneo. Entre éstas, destacan aquellas en las que el depósito inferior aprovecha las galerías existentes en una mina abandonada, pudiendo ubicarse el depósito superior en la superficie. De esta forma, se reduce la distancia horizontal entre ambos depósitos y se maximiza el salto de la instalación, aumentando así la potencia instalada de la central, con un menor impacto visual.

Sin embargo, su principio de funcionamiento es el mismo: durante los períodos de baja demanda, cuando el precio de adquisición de energía de la red es menor, el agua se bombea desde el depósito inferior hasta el superior y en momentos de mayor demanda, el agua regresa al depósito inferior accionando una turbina que genera energía, la cual es vertida a la red a un precio superior al de compra en la fase de bombeo.

En este trabajo, se propone el diseño de una planta UPHES que aprovecha los huecos de una mina subterránea como depósito inferior. Concretamente, se plantea su emplazamiento en la antigua mina de carbón conocida como pozo Lieres, ubicada en Siero (Asturias). En particular, el UPHES planteado en la mina de Lieres, con un salto neto de 519,5 m y una potencia instalada de 39,8 MW, permite obtener una rentabilidad positiva de 38,5 millones de euros, llegando a incrementar hasta los 73,7 millones de euros en caso de lograr la obtención de una subvención para el proyecto.  Pese haber evaluado la posibilidad de construir un nuevo depósito, en este proyecto se plantea aprovechar los huecos existentes de la mina de Lieres para albergar la mayor parte de la instalación, reduciendo así enormemente los costes de obra civil.

En conclusión, esta clase de instalaciones pueden suponer una solución potencial a los problemas derivados de la naturaleza intermitente de las fuentes de energía renovables, capacitando al sistema eléctrico para una mayor integración de éstas en el mix, pudiendo resultar en una idea atractiva de cara a posibles inversores.

Además, la posibilidad de reutilizar minas abandonadas para llevar a cabo esta clase de proyectos supone un incentivo extra para empresas y administraciones regionales y estatales, que pueden llegar a ver en éstos la solución a los problemas derivados del desmantelamiento de minas subterráneas, tanto en lo referente a posibles costes remanentes como a la generación de empleo, posibilitando la reconstrucción del tejido sociolaboral de las regiones más afectadas por el fin de la explotación de combustibles fósiles.

 

Sobre el autor

Guillermo Domínguez
Graduado en Ingeniería de minas en la Universidad de Oviedo. Su proyecto “Generación sostenible y almacenamiento de energía subterráneo en el marco de la descarbonización del sector eléctrico”, elaborado junto a un compañero, fue galardonado con el primer premio en la edición europea e internacional del EDP University Challenge. Ante esto, Guillermo podrá desarrollar próximamente el plan de negocio del proyecto en Silicon Valley. Realizó sus prácticas en la EDP Renovables a la vez que estudiaba el Máster en Ingeniería de Minas en la Escuela Politécnica de Madrid.