Almacenamiento de energía, la llave maestra del nuevo sistema energético

PORTADA

La energía eléctrica puede ser fácilmente generada, transportada y transformada

El almacenamiento eficiente de energía es un pilar fundamental de la transición energética: permite flexibilizar la producción de energía renovable y garantizar su integración en el sistema, liberando energía cuando la demanda es alta y almacenándola cuando ésta es menor.

La energía eléctrica puede ser fácilmente generada, transportada y transformada. Sin embargo, hasta ahora no se ha logrado almacenarla de forma práctica, fácil y barata. Esto implica que la energía eléctrica debe generarse en todo momento de acuerdo con la demanda y, en consecuencia, las energías renovables, de naturaleza no gestionable, requieren el apoyo de los sistemas de almacenamiento para integrarse, evitar vertidos de energía limpia en períodos valle y dotar de mayor eficiencia y seguridad al sistema eléctrico.

En un mundo que se encuentra en plena transición de las energías fósiles a las fuentes renovables, como la energía eólica y la solar, una mejora del almacenamiento de energía eléctrica resulta de vital importancia para respaldar estas tecnologías, asegurando que los sistemas de red estén equilibrados y contribuyendo a aprovechar al máximo cada megavatio verde generado.

El mercado de almacenamiento de energía a gran escala se limita, de momento, a proyectos piloto o instalaciones de investigación y desarrollo. Pero el sector está a punto de despegar, gracias, entre otras medidas, al Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC), que considera el desarrollo del almacenamiento como una de las herramientas clave para otorgar flexibilidad al sistema eléctrico, facilitar la integración, cada vez mayor, de renovables (60 GW a añadir hasta 2030) y conseguir una mejor gestión de las redes eléctricas. El almacenamiento, fomenta además la participación ciudadana en el cambio de modelo energético y permite una mayor competencia.

EL (GRAN) PAPEL DE LAS BATERÍAS

Al bombeo, el aire comprimido y las sales fundidas se suma otra tecnología determinante para atender las elevadas cifras de almacenamiento que van a ser necesarias en unos años: las baterías. Según el Escenario de Desarrollo Sostenible de la Agencia Internacional de la Energía, para que el mundo cumpla los objetivos climáticos y de energía sostenible, se necesitarán en todo el mundo cerca de 10.000 GWh de baterías y otras formas de almacenamiento. La consultora McKinsey señala, por su parte, que unos objetivos de descarbonización más fuertes, que nos aseguren no sobrepasar el peligroso umbral de los 1,5ºC de incremento de las temperaturas para 2050, exigen disponer de una capacidad de 25 GW de almacenamiento en baterías para 2030, y más de 150 GW para 2050.

 

 La energía eléctrica no puede almacenarse como tal y es necesario transformarla en otros tipos, como la energía mecánica o la química. Los sistemas de almacenamiento pueden aportar valor en todos y cada uno de los eslabones de la cadena de suministro. Dependiendo de su capacidad, los sistemas de almacenamiento de energía se dividen en: almacenamiento a gran escala, que se emplea en lugares en los que se trabaja con escalas de GW; almacenamiento en redes y en activos de generación, donde se trabaja con escalas de MW; y, finalmente, almacenamiento a nivel de usuario final, que se emplea a nivel residencial y se trabaja con kW.

Actualmente, estas son las formas de acumular energía y las principales tecnologías que permiten transformar y almacenar energía de manera eficiente:

 BOMBEO HIDROELÉCTRICO

El sistema de almacenamiento a gran escala más eficiente en funcionamiento. Es una tecnología rentable y probada que proporciona estabilidad al sistema eléctrico y puede generar cantidades significativas de energía limpia con tiempos de respuesta rápidos.

AIRE COMPRIMIDO

Estas instalaciones cuentan con un motor reversible que, durante los momentos de exceso de energía, almacena el aire ambiente a altas presiones en cubículos bajo tierra. Es un sistema de almacenamiento mecánico equiparable en capacidad al bombeo hidroeléctrico.

ALMACENAMIENTO TÉRMICO

Consiste en acumular energía en materiales que permitan retenerla y liberarla de manera controlada, a través de métodos que incluyen desde la refrigeración mediante acumulación de hielo hasta la exposición a temperaturas extremadamente elevadas. 

SUPERCONDENSADOR

Es un dispositivo capaz de almacenar grandes cantidades de energía eléctrica en forma de cargas electrostáticas, por lo que no hay reacciones químicas. Los supercondensadores pueden ser cargados y descargados en cuestión de segundos, siendo así ideales para responder a necesidades de puntas de potencia o a breves interrupciones del suministro.

VOLANTES DE INERCIA

Es un sistema de almacenamiento mecánico consistente en un disco metálico que comienza a girar cuando se le aplica un par motor para, a continuación, intentar frenar el volante con un par resistente conservando la energía eléctrica en forma cinética.

BATERÍAS

Es un dispositivo que almacena energía en compuestos químicos capaces de generar carga eléctrica. Existen multitud de tipos, como las pilas de plomo-ácido, las de ion de litio o las de níquel-cadmio. Las principales ventajas de las baterías son su rapidez de respuesta —milisegundos—, su facilidad de instalación y escalabilidad y, finalmente, los múltiples beneficios que pueden aportar a activos renovables a los que vayan asociadas.

PILAS DE COMBUSTIBLE DE HIDRÓGENO

Se trata de un tipo de almacenamiento químico continuo. Se diferencia de las baterías en que el hidrógeno abastece permanentemente la pila desde el exterior permitiendo su uso constante. Existen otros tipos de pilas de combustible, pero el hidrógeno es el combustible más utilizado.

BATERÍAS DE LITIO: EL FUTURO DEL ALMACENAMIENTO

En los últimos años, el sector de las energías renovables ha visto en las baterías de ion de litio la solución a su principal problema: el almacenamiento de la energía generada. Siendo uno de los elementos más pequeños de la tabla periódica, el litio cuenta con un elevado potencial electroquímico y puede acumular grandes cantidades de energía. Dotadas de un reducido peso y una alta eficiencia, solo un escollo ha apartado hasta ahora a las baterías de litio de convertirse en la principal tecnología de almacenamiento de las renovables: su elevado coste.

Esta situación, sin embargo, parece estar cambiando. Según un reciente estudio de BloombergNEF (BNEF), el coste de las baterías de ion de litio se reducirá notablemente en los próximos años ,más allá incluso de la reducción del 85% que se produjo entre 2010 y 2018. En concreto, BNEF pronostica una reducción a la mitad de los costes de las baterías de ion de litio por kW/h para 2030, a medida que la demanda despega en dos mercados diferentes: almacenamiento estacionario y vehículos eléctricos.

Fuentes: https://www.energias-renovables.com/almacenamiento/almacenamiento-de-energia-la-llave-maestra-del-20210226

https://www.iberdrola.com/medio-ambiente/almacenamiento-de-energia-eficiente

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