La inversión en energías renovables se está disparando, en línea con los ambiciosos objetivos nacionales destinados a frenar las emisiones de carbono.
A medida que crece la capacidad de las energías renovables, debemos identificar y ampliar mejores formas de almacenar esta energía, para evitar desperdicios y hacer frente a los picos de demanda.
Las empresas de servicios públicos y otros proveedores se centran cada vez más en desarrollar soluciones eficaces de almacenamiento de energía a largo plazo.
Tanto los gobiernos como las empresas han fijado objetivos de sostenibilidad ambiciosos que deben alcanzar en la próxima década para reducir los efectos del cambio climático. Así, se ha producido una inversión significativa en la transición energética hacia fuentes renovables.
Pero depender únicamente de la generación renovable es una solución incompleta para la energía suministrada por la red. Estos son los motivos y lo que deberíamos hacer al respecto.
En primer lugar, la generación renovable se enfrenta a problemas de intermitencia y de recorte de producción (curtailment). Es decir, las fuentes renovables solo generan energía cuando brilla el sol o sopla el viento, mientras que en otros momentos generan demasiada energía para el nivel de demanda, lo que provoca desperdicios. En segundo lugar, la generación de energía renovable no resuelve los problemas derivados de condiciones meteorológicas severas, en las que las redes pueden apagarse y no se genera energía suficiente durante las crisis de oferta y demanda.
Almacenamiento de energía de larga duración: la clave para la expansión de las energías renovables
El almacenamiento de energía de larga duración (LDES, por sus siglas en inglés) podría ser la solución a estas limitaciones de las energías renovables.
Los sistemas LDES se integran con los centros de generación renovable y pueden almacenar energía durante más de 10 horas. La batería de e-Zinc es un ejemplo de solución de duración de 12 a 100 horas, con capacidades como la recuperación de energía recortada para desplazamiento temporal, la provisión de resiliencia cuando la red se cae y la atención a períodos prolongados de demanda máxima, para sustituir las centrales eléctricas de punta tradicionales y la infraestructura de transmisión y distribución.
Para entender cómo el LDES puede transformar las redes eléctricas, es importante comprender cómo se presenta en la práctica el problema del almacenamiento de energía.
El recorte de producción genera desperdicio hoy, pero también supone una oportunidad significativa si podemos conservar esa energía para cuando la necesitemos. El Operador Independiente del Sistema de Nueva York, que supervisa la fiabilidad del sistema eléctrico del estado y coordina las operaciones diarias de distribución del suministro eléctrico, registró en 2021 el recorte y desperdicio de 64 GWh de energía eólica. Esto equivale a suministrar electricidad a 12.000 hogares durante un año completo. Mientras tanto, en California el problema es de magnitud mucho mayor: en 2022 se recortaron 1,9 TWh de energía solar, lo que equivale a suministrar electricidad a 200.000 hogares durante un año completo. El Southwest Power Pool, un mercado considerablemente más pequeño para el desarrollo renovable, recortó en 2022 el 7 % de toda la energía eólica generada (9 GWh).
Una solución LDES habría captado la energía excedente generada durante esos períodos en los que se recortó la producción y la habría desplazado a momentos de mayor necesidad: períodos de intermitencia, cortes de red o períodos de demanda máxima, por ejemplo para sustituir centrales eléctricas de punta e infraestructura de transmisión y distribución.
Qué significa el LDES en la práctica
Debido al cambio climático, siete de los 10 incendios forestales más destructivos de California se han producido en la última década. Solo entre 2014 y 2019, 7.900 incendios forestales provocaron daños por un valor medio anual de 590 millones de dólares, quemaron 1,2 millones de acres y destruyeron 1.300 estructuras. Uno de los métodos para reducir estos incendios es el Corte Preventivo de Energía por Seguridad Pública (PSPS, por sus siglas en inglés), mediante el cual las redes cortan el suministro durante condiciones meteorológicas severas para evitar daños en los equipos que, de otro modo, podrían provocar un incendio. En 2021, 38 eventos PSPS duraron más de 2 días, y el más largo casi 8 días. Los datos de 2022 todavía se están consolidando, pero el más largo registrado duró 31 horas.
Durante la tormenta invernal Uri, en febrero de 2021, los precios de la electricidad en Texas se dispararon hasta 9.000 dólares/MWh. Los precios se mantuvieron en torno a 6.500 dólares/MWh durante 80 horas debido a la falta de suministro adicional a la red. Esto contribuyó a las 700 muertes y a los 38.000 millones de dólares en costes energéticos excesivos para los consumidores. En un caso menos extremo, en julio de 2022, una ola de calor récord hizo que los precios en el Consejo de Fiabilidad Eléctrica de Texas Norte se dispararan hasta un promedio de 182 dólares/MWh, frente al promedio de 50 a 100 dólares/MWh del resto del año.
En California y Texas, los clientes con altas necesidades de fiabilidad (centros de datos, hospitales o empresas de telecomunicaciones, por ejemplo) requieren varios días de resiliencia y, por ello, recurren a la generación diésel para disponer de energía de respaldo durante los eventos meteorológicos severos, lo que agrava los problemas del cambio climático. Las soluciones LDES habrían podido proporcionar energía de respaldo durante estos cortes de red y picos extremos de precios, evitando la dependencia de los generadores diésel y garantizando una energía accesible y asequible.
Un análisis realizado por el LDES Council y McKinsey & Company concluyó que, una vez que una red alcanza entre el 60 % y el 70 % de energías renovables, el LDES se vuelve obligatorio para lograr una red eficiente. Las redes de partes de California, Nueva York, Texas, Alemania y el Reino Unido están en camino de alcanzar este umbral a finales de la década de 2020 o a principios de la de 2030. Incluso en regiones como el Consejo de Fiabilidad Eléctrica de Texas, donde no existen mandatos ni objetivos en materia de renovables, estas ya suministran el 34 % de su electricidad, sin signos de desaceleración.
El impulso va en aumento
Las grandes empresas de servicios públicos han reconocido la importancia de los sistemas LDES a la hora de considerar sus inversiones en energías renovables. Este año, Xcel Energy ha lanzado una solicitud de propuestas para proyectos de energía solar y de almacenamiento en baterías que sustituyan centrales de carbón en fase de retirada. PNM está sustituyendo una central de carbón de 847 MW por energía solar de 650 MW combinada con 300 MW/1.200 MWh de almacenamiento de energía. Vistra y NRG están sustituyendo centrales de carbón en Illinois por soluciones de generación solar y almacenamiento. Estas centrales funcionan las 24 horas en muchos casos y, por tanto, no pueden sustituirse por las soluciones de almacenamiento de energía existentes, que, en el mejor de los casos, ofrecen entre 4 y 6 horas de almacenamiento. La inversión en soluciones LDES garantizará que estas empresas suministren energía asequible, fiable y constante, con una red limpia.
La comunidad internacional está logrando avances significativos hacia el cumplimiento de sus ambiciosos objetivos climáticos, en particular en lo que respecta a la inversión en energías renovables. Para dar un paso más en este progreso, es esencial desarrollar e integrar el LDES. Lograr un futuro más sostenible y saludable para las comunidades, y proporcionar energía fiable y asequible, es el objetivo último: el LDES es la clave.
