El almacenamiento de energía es, posiblemente, la próxima gran apuesta de la industria de las tecnologías limpias, con potencial para impulsar cambios constructivos en los mercados de las energías renovables y los vehículos eléctricos. Hoy en día, almacenar electricidad es caro, pero el coste del almacenamiento está cayendo rápidamente. Un almacenamiento de energía más barato abre numerosas oportunidades para acelerar la transición hacia sistemas energéticos sostenibles, entre ellas, los vehículos eléctricos, el consumo eléctrico urbano, el acceso a la energía en zonas rurales, la distribución de electricidad, la integración en la red y la sustitución completa de las centrales eléctricas de carbón.
A pesar de haber alcanzado la paridad con la red, las energías renovables aún no son una alternativa plenamente fiable a la generación basada en combustibles fósiles. El sol no siempre brilla y el viento no siempre sopla, por lo que los sistemas de energías renovables dependen de generación suplementaria por otros medios. En el sector del transporte sostenible, el coste de funcionamiento por kilómetro de los vehículos eléctricos ya es inferior al coste del combustible por kilómetro de los coches de gasolina. Sin embargo, comprar un coche eléctrico puede costar hasta un 50 % más, en gran medida debido al elevado coste de las baterías.
La generación variable, incierta y limitada por su ubicación también encarece la integración en la red y la gestión de la carga para las empresas distribuidoras. En muchos países, la demanda de electricidad tiene dos picos diferenciados: uno por la mañana y otro después del atardecer. Sin embargo, la electricidad solar se produce durante el día, cuando la demanda suele ser baja. Este problema también se conoce como la «curva del pato». Además, las centrales de energía renovable aisladas de la red y respaldadas por baterías en zonas rurales siguen teniendo un coste nivelado de la electricidad entre 6 y 8 veces más alto que el de los sistemas solares conectados a la red. Esto convierte el acceso universal a la energía limpia en un objetivo difícil de alcanzar.
Se avecinan cambios constructivos
Se utilizan varias tecnologías de almacenamiento de electricidad, desde distintos tipos de baterías, como las de iones de litio y las de plomo-ácido, hasta el almacenamiento hidroeléctrico por bombeo y el almacenamiento térmico. Los avances en el almacenamiento de energía son alentadores: las baterías son cada vez más baratas y eficientes, y duran más. Entre 2011 y 2017, el coste de las baterías de iones de litio cayó un 74 %. Las tasas de experienciaindican que este coste podría reducirse otro 50 % para 2025. Del mismo modo, también están bajando los costes de otras tecnologías de baterías. Un almacenamiento de electricidad más barato y eficiente tiene potencial para impulsar cambios constructivos en cuatro ámbitos distintos: (1) el consumo eléctrico urbano, (2) el acceso a la energía en zonas rurales, (3) los vehículos eléctricos y (4) la integración en la red, junto con la eliminación completa de las centrales eléctricas de carbón.
Consumo eléctrico urbano
¿Y si un consumidor industrial o residencial quisiera cubrir hasta el 100 % de su demanda eléctrica con energías renovables? En términos generales, hay dos opciones. Una consiste en satisfacer toda la demanda mediante energía solar en tejados, generación propia (una central eléctrica de propiedad privada) o acceso abierto, con la red o un generador como respaldo para situaciones extremas. Una segunda opción es adquirir electricidad limpia de la red, que en la mayoría de los países se basa principalmente en generación con combustibles fósiles y contiene una pequeña proporción de energía limpia. En este último caso, las empresas distribuidoras tendrían que adquirir electricidad exclusivamente de fuentes renovables. Ambas opciones requerirían almacenamiento de electricidad.
El gráfico siguiente ilustra el impacto del almacenamiento en el coste de la electricidad para la primera opción descrita anteriormente y parte del supuesto de que el consumo eléctrico se reparte por igual entre el día y la tarde. A los costes actuales, las baterías pueden almacenar y suministrar electricidad a un precio de unos 12 rupias indias (17 ¢) por unidad por encima de la tarifa solar. A medida que baje el coste de las baterías, pasarse al 100 % de energías renovables podría convertirse en la opción más económica incluso para los consumidores residenciales en un plazo de 10 años.
Acceso a la energía en zonas rurales
En todo el mundo, 1.200 millones de personas carecen de acceso a la electricidad y dependen sobre todo del queroseno para la iluminación. Para lograr el acceso universal a la energía de aquí a 2030, se necesita una inversión de más de 1 billón de dólares. Aunque ampliar la red nacional a las zonas rurales es una de las opciones más económicas para aumentar el acceso a la energía, esa expansión está limitada por restricciones financieras y operativas. Décadas de electricidad subvencionada han convertido a la mayoría de las empresas públicas de servicios de los países en desarrollo, como India, en entidades con una pesada carga financiera, lo que dificulta que amplíen sus servicios a zonas remotas.
Como alternativa, las microrredes de energía renovable están emergiendo como la opción más económica para proporcionar acceso a la energía. Sin embargo, a las empresas de energía rural les resulta difícil crear negocios financieramente viables. Incluso con apoyo de capital en condiciones favorables, en forma de subvenciones y deuda de bajo coste, la mayoría de estas empresas tienen dificultades para obtener rendimientos positivos. La batería representa alrededor del 15 % del coste de capital de una microrred solar y también debe sustituirse cada 5-7 años. Con la caída de los precios de las baterías (y de los módulos solares), las microrredes solares podrían demostrar su viabilidad comercial en menos de tres años. En consecuencia, a medida que se afiance la viabilidad comercial de las microrredes, el segmento atraerá el capital privado que tanto necesita.
Vehículos eléctricos
La transición a los vehículos eléctricos (VE) o a la movilidad eléctrica es un componente fundamental de la transicióngeneral hacia sistemas energéticos sostenibles. Hay dos factores principales que determinarán la adopción masiva de los vehículos eléctricos. El primero es la infraestructura de recarga y el segundo, el coste del almacenamiento en baterías. Los gobiernos deben respaldar el primero, especialmente en los países en desarrollo, mientras que el mercado impulsará el segundo. Si se tienen en cuenta el coste de la electricidad y el de la gasolina, el consumo energético en carretera de un coche eléctrico es un 70 % más barato que el de un coche de gasolina. Sin embargo, el coste inicial de un coche eléctrico puede ser hasta un 50 % mayor. Por lo tanto, el ahorro en combustible puede tardar entre 2 y 4 años en compensar el mayor coste inicial.
Hoy en día, la batería representa aproximadamente el 50 % del coste de los vehículos eléctricos. A medida que bajen los costes de las baterías, los coches eléctricos podrían costar menos al comprarlos que sus equivalentes con motor de combustión en menos de siete años.
Integración en la red y eliminación completa del carbón
El desajuste entre la generación máxima de electricidad y la demanda aumenta cuando crece la proporción de fuentes intermitentes, como la energía solar y eólica, en la capacidad total instalada. Esto plantea la pregunta: ¿pueden las energías renovables sustituir por completo algún día a las centrales eléctricas de carbón? La respuesta es sí. Aunque la gestión de la demanda y la diversificación geográfica de la generación de energías renovables desempeñan un papel importante para abordar el desajuste entre la oferta y la demanda, las baterías están surgiendo como alternativa a las centrales de gas de «máxima demanda»: plantas que solo funcionan cuando la demanda es alta y que son fundamentales para cubrir los picos de carga. Para las empresas distribuidoras, la energía solar con baterías podría convertirse en una alternativa más económica que una central de carbón respaldada por centrales de gas de máxima demanda en menos de 10 años. Y eso podría allanar el camino, con el tiempo, para eliminar por completo las centrales eléctricas de combustibles fósiles.
