Investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) en Alemania han publicado un estudio en la revista Chem Circularity que propone el hierro como solución viable para uno de los mayores desafíos de la energía limpia: transportar y almacenar cantidades masivas de energía solar y eólica a largas distancias.

El equipo de investigación, liderado por Julia Schuler del Instituto de Producción Industrial (IIP) del KIT, estudió un proceso cíclico neutro en carbono en el que el polvo de hierro actúa como transportador de energía reutilizable. Según Schuler, "este proceso funciona en un ciclo que no emite dióxido de carbono ni sustancias dañinas para el medio ambiente".

El concepto se basa en un ciclo químico simple pero efectivo. Cuando se quema polvo de hierro, libera calor intenso y se convierte en óxido de hierro, es decir, se oxida. Para reiniciar el ciclo, los científicos utilizan hidrógeno verde generado a partir del exceso de energía renovable para eliminar el oxígeno, reduciendo el óxido de hierro nuevamente a polvo de hierro puro. No se libera dióxido de carbono a la atmósfera, y el ciclo simplemente se repite.

Lo que hace particularmente disruptivo al hierro es su comportamiento en un horno. Según Schuler, "cuando se quema, el polvo de hierro se comporta muy similar al carbón". Dado que se quema de manera similar a los combustibles fósiles, los gigantes energéticos no necesitarían reconstruir su infraestructura desde cero. Los ingenieros solo necesitarían modificar el generador de calor de las plantas de energía existentes que funcionan con carbón.

Los componentes costosos ya instalados, como los ciclos de vapor, turbinas masivas, generadores pesados y conexiones locales a la red, podrían preservarse completamente. Esta característica representa un ahorro económico significativo para la transición energética global.

El equipo del KIT utilizó un modelo avanzado de sistema energético llamado PERSEUS para simular la evolución óptima de la red eléctrica europea hasta 2050. El sistema propuesto fue comparado directamente con el almacenamiento de hidrógeno. Los resultados demuestran que el hierro no eliminará la economía del hidrógeno, sino que la salvará.

Mientras que el gas de hidrógeno es más adecuado para suministro rápido de energía y redes locales, su dependencia de tuberías de alta presión y cavernas profundas hace que el transporte global sea altamente complejo y peligroso. En contraste, el polvo de hierro sirve como alternativa excepcionalmente segura y fácil de transportar para almacenamiento a largo plazo y estacional, requiriendo solo almacenes estándar y contenedores de carga para distribución global.

El polvo de hierro es tan denso y estable que puede apilarse en barcos de carga estándar y transportarse globalmente con casi cero inversión en infraestructura. Esta característica es fundamental para países como Alemania, que podría utilizar hierro para cerrar brechas energéticas estacionales. Cuando el viento deja de soplar y el sol se pone durante semanas, las plantas de energía de hierro retrofitadas pueden intervenir para mantener el suministro eléctrico.

Los resultados del estudio presentan una señal económica alentadora. En cada escenario modelado por los investigadores, la energía generada por hierro emergió como componente vital del camino más económico posible hacia la neutralidad climática.

El hierro resuelve un problema fundamental que ha limitado la adopción masiva de energías renovables: la capacidad de capturar viento de costas lejanas o energía solar de desiertos vastos y transportarla de manera segura y económica a cualquier parte del mundo. Esta flexibilidad geográfica podría desbloquear el acceso global a estas fuentes de energía renovable, permitiendo que regiones sin recursos solares o eólicos locales significativos accedan a energía limpia a través del comercio internacional de polvo de hierro.

El estudio abre la puerta a una transformación fundamental en la infraestructura energética global, permitiendo una transición más rápida y económica hacia la neutralidad climática sin requerir inversiones masivas en nueva infraestructura o cambios radicales en las plantas de energía existentes.