Una décima parte de toda la electricidad se pierde en la red. Los cables superconductores pueden ayudar

Para la mayoría de nosotros, la transmisión de energía es una parte invisible de la vida moderna. Presionas el interruptor y la luz se enciende.

Pero la forma en que transportamos la electricidad es vital. Para que dejemos los combustibles fósiles, necesitaremos una mejor red, conectando la energía renovable en las regiones con las ciudades.

Las redes eléctricas son sistemas grandes y complejos. La construcción de nuevas líneas de transmisión de alto voltaje a menudo provoca una reacción violenta de las comunidades preocupadas por el impacto visual de las torres. Y nuestra red del siglo XX pierde alrededor del 10% de la energía generada en forma de calor.

¿Una solución? Utilice cables superconductores para las secciones clave de la red. Un solo cable de 17 centímetros puede transportar toda la producción de varias centrales nucleares. Las ciudades y regiones de todo el mundo han hecho esto para reducir las emisiones, aumentar la eficiencia, proteger la infraestructura clave contra los desastres y hacer funcionar las líneas eléctricas bajo tierra. Mientras Australia se prepara para modernizar su red, debería hacer lo mismo. Es una oportunidad única en una generación.

¿Qué tiene de malo nuestra tecnología probada y verdadera?

Infinidad.

La principal ventaja de las líneas de transmisión de alto voltaje es que son relativamente baratas.

Pero lo barato de construir viene con costos ocultos más adelante. Una encuesta de 140 países encontró que la electricidad que se desperdicia actualmente en la transmisión representa la asombrosa cantidad de 500 millones de toneladas de dióxido de carbono, cada año.

Estas emisiones innecesarias son más altas que los gases de escape de todos los camiones del mundo o de todo el metano quemado en las plataformas petroleras.

La transmisión de energía ineficiente también significa que los países tienen que construir plantas de energía adicionales para compensar las pérdidas en la red.

Los laboristas han prometido 20.000 millones de dólares australianos para preparar la red para energía limpia. Esto incluye 10.000 kilómetros adicionales de líneas de transmisión. Pero, ¿qué tipo de líneas? En la actualidad, los planes son para los cables aéreos de alta tensión convencionales que se ven esparcidos por el campo.

La planificación del sistema por parte del operador del mercado energético de Australia muestra que muchos proyectos de modernización de la red utilizarán las tecnologías del siglo pasado, los cables aéreos convencionales de alta tensión. Si estos planes continúan sin considerar los superconductores, será una gran oportunidad perdida.

¿Cómo podrían ayudar los cables superconductores?

La superconducción es donde los electrones pueden fluir sin resistencia o pérdida. Integrado en los cables de alimentación, ofrece la promesa de una transferencia de electricidad sin pérdidas, tanto en distancias largas como cortas. Eso es importante, dado que los notables recursos eólicos y solares de Australia a menudo se encuentran lejos de los usuarios de energía en las ciudades.

Los cables superconductores de alto voltaje nos permitirían entregar energía con pérdidas mínimas por calor o resistencia eléctrica y con huellas al menos 100 veces más pequeñas que un cable de cobre convencional para la misma potencia de salida.

Y son mucho más resistentes a los desastres y al clima extremo, ya que se encuentran bajo tierra.

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Aún más importante, un cable superconductor típico puede entregar la misma o mayor potencia a un voltaje mucho más bajo que un cable de transmisión convencional. Eso significa que el espacio necesario para los transformadores y las conexiones a la red cae del tamaño de un gran gimnasio a solo un garaje doble.

Llevar estas tecnologías a nuestra red eléctrica ofrece dividendos sociales, ambientales, comerciales y de eficiencia.

Desafortunadamente, mientras que los superconductores son comunes en la comunidad médica de Australia (donde se usan rutinariamente en máquinas de resonancia magnética e instrumentos de diagnóstico), aún no han encontrado su hogar en nuestro sector energético.

Una razón es que los superconductores deben enfriarse para funcionar. Pero el rápido progreso en criogenia significa que ya no tienes que bajar su temperatura casi al cero absoluto (-273 ℃). Los superconductores modernos de «alta temperatura» solo necesitan enfriarse a -200 ℃, lo que se puede hacer con nitrógeno líquido, una sustancia barata y fácilmente disponible.

En el extranjero, sin embargo, están demostrando su valía a diario. Quizás el ejemplo más conocido hasta la fecha es el de la ciudad alemana de Essen. En 2014, los ingenieros instalaron un cable superconductor de 10 kilovoltios (kV) en el denso centro de la ciudad. A pesar de que solo tenía un kilómetro de largo, evitó el mayor costo de construir una tercera subestación en un área donde había un espacio muy limitado para la infraestructura. El cable de Essen es discreto en una servidumbre de un metro de ancho y solo 70 cm bajo tierra.

Los cables superconductores se pueden colocar bajo tierra con una huella mínima y rentable. Necesitan mucho menos tierra.

Un cable aéreo de alta tensión convencional requiere una servidumbre de unos 130 metros de ancho, con torres de hasta 80 metros de altura para permitir la seguridad. Por el contrario, un cable superconductor subterráneo ocuparía una servidumbre de seis metros de ancho y hasta dos metros de profundidad.

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Esto tiene otro beneficio: vencer el escepticismo de la comunidad. En la actualidad, muchos lugareños están preocupados por la vulnerabilidad de los cables aéreos de alta tensión en regiones sensibles al medio ambiente y propensas a incendios forestales, así como por el impacto visual de las grandes torres y líneas. Las comunidades y los agricultores de algunas regiones se oponen abiertamente a los planes de nuevas torres de 85 metros de altura y líneas eléctricas que atraviesen o estén cerca de sus tierras.

Los extremos climáticos, las tormentas de viento sin precedentes, las lluvias excesivas y los rayos pueden interrumpir las redes de suministro de energía, como descubrió la ciudad victoriana de Moorabool en 2021.

¿Qué pasa con el costo? Esto es difícil de precisar, ya que depende de la escala, la naturaleza y la complejidad de la tarea. Pero considere esto: el cable de Essen costó alrededor de $ 20 millones en 2014. Reemplazar las seis torres de 500 kV destruidas por tormentas de viento cerca de Moorabool en enero de 2020 costó $ 26 millones.

Si bien los cables superconductores costarán más por adelantado, ahorrará al evitar grandes servidumbres, al requerir menos subestaciones (ya que la energía tiene un voltaje más bajo) y al optimizar las aprobaciones.

¿Dónde tendrían más efecto los superconductores?

Queensland. El estado del sol está planeando cuatro nuevos proyectos de transmisión de alto voltaje, que se construirán a mediados de la década de 2030. El objetivo es vincular la producción de energía limpia en el norte del estado con los centros de población del sur.

En este momento, existen importantes problemas de congestión entre el sur y el centro de Queensland. Ubicar estratégicamente los cables superconductores aquí sería la mejor ubicación, ya que serviría para una infraestructura preparada para el futuro, reduciría las emisiones y evitaría la pérdida de energía.

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