Sistema híbrido superconductivo de transmisión y almacenamiento de energía y su impacto proyectado en un futuro energético sostenible

Por qué importa esta idea energética futura

A medida que más electricidad procede de la eólica y la solar, mantener la luz encendida se vuelve más complejo. El sol y el viento no coinciden siempre en el tiempo ni en el lugar con la demanda, y las líneas y los sistemas de almacenamiento actuales no fueron diseñados para este nuevo escenario. Este artículo explora una propuesta audaz para transportar y almacenar grandes cantidades de energía limpia mediante una única tubería de alta tecnología que lleva simultáneamente electricidad e hidrógeno líquido, con el objetivo de ayudar a los países a avanzar hacia un futuro totalmente renovable y bajo en carbono.

El rompecabezas actual de la energía limpia

China, como muchos países grandes, tiene vastas regiones ricas en viento y sol que están lejos de las grandes ciudades donde se consume la mayor parte de la energía. Datos reales de las 31 provincias continentales en la primera mitad de 2024 muestran un desajuste claro: algunas provincias, como Neimenggu y Yunnan, generan mucha más electricidad de la que consumen, mientras que regiones costeras e industriales como Jiangsu, Zhejiang y Guangdong dependen en gran medida de la energía importada. A medida que China planea aumentar la generación eólica y solar hasta seis veces para 2060 y reducir drásticamente el uso de combustibles fósiles, se espera que estas brechas crezcan. Los enlaces tradicionales de larga distancia pueden ayudar, pero pierden energía en el trayecto y afrontan obstáculos de coste, uso del suelo y planificación.

Una nueva especie de autopista energética

Los investigadores proponen un sistema «híbrido» de energía basado en cables superconductores refrigerados por hidrógeno líquido. Los superconductores pueden transportar electricidad con casi ninguna resistencia, y el hidrógeno líquido puede servir tanto de combustible como de refrigerante que mantiene frío el cable. En este diseño, la electricidad excedentaria de la eólica y la solar primero abastece hogares y negocios. La energía sobrante se emplea luego para dividir agua y producir hidrógeno, que se enfría hasta su forma líquida y se bombea por la misma tubería enterrada que alberga el cable superconductor. En efecto, la tubería se convierte en una autopista energética que entrega electricidad e hidrógeno almacenado desde regiones ricas en recursos hasta centros de demanda distantes.

Una prueba real en una isla

Para ver cómo funcionaría en la práctica, el equipo modeló un estudio de caso en la isla Chongming, cercana a Shanghái, una zona costera con abundantes recursos eólicos y solares. Diseñaron un anillo de «nodos» energéticos conectados por tuberías híbridas, cada uno a 10 kilómetros de distancia y equipado con estaciones de refrigeración. En el día simulado, el viento suministra energía en las horas tempranas y tardías, la solar domina alrededor del mediodía, y el sistema combinado mantiene un flujo constante de 42 megavatios hacia los usuarios locales. La electricidad sobrante se convierte en más de 13.000 kilogramos de hidrógeno líquido, que enfría los cables superconductores y actúa como un gran reservorio de energía que puede aprovecharse más tarde cuando disminuye el viento o se pone el sol.

Capacidad, pérdidas y costes

El análisis técnico muestra que un único cable superconductor en esta configuración puede transmitir hasta 100 megavatios, aproximadamente el doble de la capacidad de una línea convencional comparable, mientras que el flujo de hidrógeno líquido puede alcanzar varias veces la cantidad base ajustando modestamente el diámetro de la tubería y la velocidad de flujo. A niveles de potencia modestos y distancias del orden de 100 kilómetros, las líneas de alta tensión tradicionales aún presentan menores pérdidas energéticas y costes iniciales más bajos. Sin embargo, conforme la capacidad escala hacia cientos de megavatios, el cable casi sin pérdidas se vuelve más atractivo: para un enlace de 500 megavatios, las pérdidas del conducto híbrido son menos de la mitad que las de los cables estándar. Cuando los investigadores incluyen los costes de construcción y operación de electrolizadores, tuberías, camiones cisterna y subestaciones, el sistema híbrido resulta competitivo a lo largo del tiempo para proyectos muy grandes y duraderos, especialmente si los precios del equipo caen como se espera.

Reduciendo la brecha energética entre regiones

Con una visión nacional, los autores proyectan el sistema eléctrico de China en 2060 bajo dos escenarios: uno con una red mayormente convencional y otro en el que las tuberías híbridas están ampliamente desplegadas. En el caso convencional, incluso con el 80 por ciento de la electricidad procedente de renovables, muchas provincias costeras siguen enfrentando grandes déficits y dependen de las importaciones, mientras que las provincias interiores tienen dificultades para exportar su excedente de energía limpia. En el escenario híbrido, la transmisión más potente y flexible y el uso de la electricidad excedentaria para producir hidrógeno permiten al sistema absorber alrededor del doble de energía renovable y casi cinco veces más hidrógeno. Esta red puede aliviar las escaseces cerca de las grandes ciudades, reducir la dependencia de los combustibles fósiles y acercar al país a cubrir la demanda eléctrica casi por completo con renovables.

Qué significa esto para un futuro más limpio

El estudio concluye que las tuberías híbridas superconductoras podrían algún día complementar o reemplazar parcialmente las líneas eléctricas y los medios de transporte de combustible actuales, ofreciendo una forma de trasladar grandes cantidades de energía limpia de manera eficiente a largas distancias y, al mismo tiempo, almacenarla como hidrógeno. El enfoque no está listo para un despliegue inmediato: enfrenta desafíos en seguridad, ingeniería criogénica, fiabilidad a largo plazo y coste inicial. Aun así, si las tecnologías del hidrógeno líquido y de los cables superconductores siguen avanzando, sistemas como el propuesto aquí podrían convertirse en una herramienta importante para equilibrar recursos eólicos y solares dispares y apoyar un sistema energético futuro basado casi por completo en renovables.

Cita: Chen, X., Chen, Y., Jiang, S. et al. Superconducting hybrid energy transmission and storage system and its projected impact on a sustainable energy future. Commun. Sustain. 1, 77 (2026). https://doi.org/10.1038/s44458-026-00077-z

Palabras clave: energía renovable, hidrógeno líquido, cables superconductores, almacenamiento de energía, transmisión a larga distancia