Mientras más nos acercamos al funcionamiento 100% renovable, el almacenamiento de energía se vuelve clave para permitir un suministro de energía más contínuo, confiable y seguro.
Es innegable que Energías Renovables como la eólica y la solar fotovoltaica son las más competitivas en la mayoría de los países del mundo, además de estar dentro de las más limpias en su proceso productivo. Según las matrices energéticas van contando con más fuentes de origen renovable, el almacenamiento es un complemento esencial para un sistema energético gestionable.
Actualmente, los países están buscando activamente reducir su dependencia de la generación de energía intensiva en carbono. Hoy en día, ya más del 25% de la energía primaria de la región proviene de energía renovable. Las subastas recientes en Argentina, Brasil, México, Chile, Colombia y Perú han acelerado el despliegue de miles de MW de energía eólica y solar. Los costos de las tecnologías de Energía renovable son cada vez más competitivos respecto de los de generación de energía convencional.
Pero para incorporar fuentes renovables variables se requiere contar con mayor flexibilidad en el sistema eléctrico, una característica que el almacenamiento de energía puede proporcionar. Apoyar la adecuación de los entornos regulatorios es esencial para acelerar la implementación del almacenamiento de energía, y existe una gran oportunidad para aprovechar las lecciones aprendidas y las mejores prácticas globales.
El Laboratorio Nacional de Energías Renovables (National Renewable Energy Laboratory, NREL, por sus siglas en inglés) recientemente realizó un análisis titulado «Optimal energy storage portfolio for high and ultrahigh carbon-free and renewable power systems», publicado en Energy & Environmental Science. Estiman que desde el punto de vista económico se necesitará una cartera de soluciones de almacenamiento para los futuros sistemas energéticos.
Omar J. Guerra, investigador del NREL comentó que cada sistema energético es diferente, con distinta demanda, despliegue de renovables, clima, entre otros factores. Se ha comprobado que el almacenamiento de energía permite lograr el menor coste de energía en diferentes escalas de tiempo y circunstancias económicas en sistemas altamente renovables. Por tal razón se está buscando una combinación de tecnologías de almacenamiento para la red futura.
Las variaciones geográficas, entre otros factores, pueden configurar drásticamente una cartera de almacenamiento de energía. Es decir, un sistema que está impulsado por energía solar, puede descargar el almacenamiento estacional durante unos 50 días. Mientras que un sistema impulsado por la energía eólica, podría desplegar un almacenamiento estacional de menor duración con una capacidad de 5 a 14 días.
Las tecnologías de almacenamiento se enfrentan a compensaciones fundamentales en cuanto a eficiencia y costes de capital, tanto para el componente de potencia como para el de energía, que es precisamente la razón por la que son útiles las tecnologías múltiples.
Los investigadores Guerra, Joshua Eichman y Paul Denholm utilizaron un modelo de optimización de alta resolución personalizado para comparar las combinaciones de almacenamiento de energía en todo Estados Unidos.
Los resultados fueron sorprendentes para los sistemas ultra-renovables: A medida que un sistema se aproxima al funcionamiento 100% renovable, una parte cada vez mayor de su cartera de almacenamiento se beneficiaría de una capacidad de almacenamiento de varios días a estacional.
Esto se debe al creciente desajuste estacional de la carga restante y el suministro de recursos renovables. Sin embargo, en una red como la de CAISO, el almacenamiento de menor duración es más eficaz para suavizar las oscilaciones diurnas de la energía solar.
A medida que el almacenamiento estacional se convierte en un actor más importante cuando se acerca a los sistemas 100% renovables, aparece otra estrategia sorprendente en la que la carga de almacenamiento a almacenamiento se vuelve económicamente ventajosa. Y, como resultado, la restricción de las renovables empieza a disminuir porque una mayor parte de la energía renovable puede dirigirse al almacenamiento.
Esta dinámica para los sistemas ultra-renovables pone de manifiesto cómo los factores que compiten entre sí pueden afectar ampliamente a una cartera de almacenamiento óptima.
Otra investigación importante también, es la de la consultora mundial de recursos naturales Wood Mackenzie, esta muestra que las implementaciones anuales de almacenamiento global casi se triplicarán este año, alcanzando 12 GW / 28 GWh en 2021.
En todo el mundo, la recuperación económica es una prioridad para los políticos, y la integración de las energías renovables ocupa un lugar central. A pesar de las interrupciones de la pandemia de Covid-19, la Perspectiva mundial de almacenamiento de energía de Wood Mackenzie, publicada el 8 de octubre, pronostica casi 1 TWh de la demanda total entre 2021 y 2030.
Xu Le, analista de investigación senior de Wood Mackenzie dijo: Estados Unidos y China dominarán el mercado global de almacenamiento, y juntos controlarán más del 70% de la capacidad instalada global total hasta 2030″.
Las implementaciones en el segmento frente al contador (FTM) alcanzarán los 700 GWh, o el 73% de la implementación global total, para 2030. Xu dijo: “Las medidas para acelerar la descarbonización de los sectores de energía de Estados Unidos y China están ganando ritmo y proporcionan la base de nuestro pronóstico del mercado global”.
A medida que más ciudades y estados fijan objetivos de energía limpia, las partes interesadas que planifican a 10 o 20 años vista deben estar atentas al espacio más amplio de la tecnología de almacenamiento de energía y a cómo encaja en sus sistemas.
Ahora que los investigadores han establecido diferencias sustanciales en los costes de los despliegues de almacenamiento, el trabajo futuro se centrará en una evaluación más completa del valor del almacenamiento.