Ya no se cuestiona la relevancia de la sostenibilidad energetica. Todos los países se han marcado objetivos climáticos muy ambiciosos, entre los cuales resalta el interés europeo de convertirse en el primer continente neutro en carbono para 2050. En línea con la transición energética, estas naciones se han propuesto metas muy ambiciosas para introducir más renovables en sus sistemas eléctricos.
No obstante, estas tecnologías de generación son discontinuas, estacionales y difíciles de gestionar ya que dependen de factores externos como la disponibilidad de sol, viento o precipitaciones, haciendo que la producción eléctrica sea inestable.
Los Sistemas de Almacenamiento de Energía a gran escala (SAE utility-scale) aparecen como una solución a los retos de la transición energética, cobrando especial importancia en los últimos años, ya que su gran capacidad permite proporcionar los servicios requeridos por el operador del sistema, aportando respaldo y precio estables.
Importancia del almacenamiento energético
En las últimas décadas, Europa ha pasado de un sistema energético dominado por la generación centralizada de combustibles fósiles que se puede distribuir para igualar el consumo de energía en todo momento, a un sistema con cada vez más dependiente de las energías renovables. El almacenamiento de energía es un facilitador esencial de la transición energética.
Las tecnologías de almacenamiento de energía nos permiten almacenar el exceso de energía y descargarlo cuando hay muy poca generación o demasiada demanda. El almacenamiento puede ayudar a los consumidores de diversas maneras:
- Puede ayudar a aumentar el autoconsumo de electricidad solar o generar valor al brindar flexibilidad al sistema.
- Los consumidores industriales pueden instalar almacenamiento para reducir los picos de consumo y proporcionar energía de respaldo si hay un apagón. Además, el almacenamiento a cualquier nivel puede ofrecer servicios del sistema, salvaguardando el funcionamiento seguro y eficiente del sistema eléctrico.
- Permite ayudar a aplazar las costosas inversiones en infraestructura de transmisión y distribución, prolongando la vida útil de los activos existentes y ayudando a que las redes funcionen de manera más eficiente.
- El despliegue de almacenamiento de energía podría facilitar los sectores de calefacción y refrigeración por electrificación y apoyar el despliegue de una infraestructura de carga muy rápida para vehículos eléctricos, especialmente en áreas con redes débiles.
El mercado europeo de almacenamiento energético se duplicará en 2021
La Asociación Europea para el Almacenamiento de Energía (EASE) y Delta-ee publicaron en marzo de 2021 la quinta edición del European Market Monitor on Energy Storage (EMMES). El informe revela los efectos de la pandemia en el mercado de almacenamiento de energía. De aquí, se desprenden las siguientes conclusiones:
- El mercado europeo de almacenamiento de energía anual creció a 1,7 GWh en 2020, con una base instalada acumulada de 5,4 GWh en todos los segmentos. Se espera que el mercado de almacenamiento de energía anual total en Europa alcance los 3.000 MWh en 2021, casi el doble de las implementaciones de almacenamiento anual observadas en 2020.
- 2021 apunta a ser un año fuerte para el sector gracias a los nuevos servicios auxiliares en toda Europa y objetivos nacionales que apoyan aún más los proyectos locales.
- Los mercados clave que impulsan el crecimiento son Italia, el Reino Unido y los países nórdicos.
- El segmento de las baterías a gran escala demostró ser más resistente durante la pandemia.
El almacenamiento energético en España está en su mejor momento
El almacenamiento energético en España afronta el que quizás sea el año más importante en su reciente historia. La Estrategia de Almacenamiento Energético promovida por el Gobierno, propone alcanzar en almacenamiento a gran escala como el distribuido una capacidad de 20 GW en 2030 y de unos 30 GW en 2050.
Se prevé que el impulso del almacenamiento funcione como factor clave para brindar flexibilidad al sistema eléctrico, favoreciendo el crecimiento significativo de la producción renovable, contribuyendo además a la gestión de las redes eléctricas, a la colaboración ciudadana en el cambio de modelo energético y al aumento en la competencia e incorporación en el mercado eléctrico.
Todas las tecnologías de almacenamiento serán consideradas para alcanzar las metas planteadas por la Estrategia de Almacenamiento Energético y el PNIEC.
Principales formas de almacenamiento energético
La transición energética no será definitiva hasta que no podamos remediar el suministro interrumpido que aportan las renovables. Para poder agregar su cuota en el sistema de generación de energía, se debe incorporar a la producción un sistema de almacenamiento energético.
Por fortuna, las baterías eléctricas no son el único formato de almacenamiento a nuestra disposición. Existen distintos tipos de SAE en función de la tecnología que utilizan, entre los que destacan el hidrógeno o el hidrobombeo, por ejemplo.
Almacenamiento mecánico: centrales hidráulicas de bombeo
Actualmente, las centrales hidráulicas de bombeo son la forma más económica de almacenar energía eléctrica. Aunque requieren una alta inversión y localización específica para su implementación, esta solución de almacenamiento estacional posee gran madurez y alta capacidad.
Consiste en un tipo de central hidroeléctrica diferente, ya que cuenta con dos embalses: uno superior y uno inferior. La intención es bombear el agua al depósito superior durante el periodo de menor demanda eléctrica, para luego generar electricidad durante el periodo de mayor consumo.
De esta manera, las centrales hidráulicas de bombeo permiten una mayor eficiencia económica de la explotación del sistema eléctrico al acumular electricidad mediante la energía potencial del agua en el embalse superior.
Ampliando un poco, su funcionamiento se separa entonces en dos etapas. Cuando hay mayor demanda eléctrica, el sistema opera como una central hidroeléctrica convencional. El agua acumulada en el embalse superior es conducida hacia la sala de máquinas de la central. En su trayecto, va adquiriendo energía cinética que luego se transforma en energía mecánica rotatoria al chocar contra las aspas de la turbina hidráulica.
Dicha energía se transmite al generador para convertirse en electricidad que será enviada a la red eléctrica. Al mismo tiempo, el agua continúa circulando hasta depositarse en el embalse inferior. Durante horas de la noche o fines de semana suele haber un consumo menor, y estos periodos, al igual que cuando hay picos de producción, se aprovechan para accionar la bomba hidráulica y surtir el embalse superior con la energía sobrante, quedando el sistema listo para repetir el ciclo de generación eléctrica.
Almacenamiento térmico: centrales de concentración solar
La producción de electricidad no es el único objetivo. También se puede generar calor con una gran eficiencia, y cuando se trata de fuentes renovables para tal fin, la energía solar es la más destacada.
A nivel doméstico como la energía solar de baja temperatura se utiliza para conseguir agua caliente en casa. dicho sistema se complementa gracias al almacenamiento térmico permitiendo esta comodidad incluso durante la noche.
No obstante la energía solar térmica de alta temperatura puede tener un aprovechamiento mayor. Similar al proceso seguido en una central térmica convencional, está energía permite crear vapor de agua y utilizarla mediante turbinas en la generación de electricidad.
Sin embargo la radiación solar se ve interrumpida a lo largo del día, haciendo necesario un sistema de almacenamiento de energía para su funcionamiento continuo. Estos últimos se fabrican con materiales de gran capacidad calorífica para poder almacenar energía térmica y producir electricidad en horas de la noche o en periodos de mayor demanda.
Almacenamiento químico: hidrógeno
La premisa del almacenamiento químico consiste en transformar la energía eléctrica en energía de enlaces químicos que luego puede ser extraída y utilizada en procesos industriales. Si la electricidad proviene de fuentes renovables se obtienen combustibles renovables como el famoso hidrógeno verde.
Esta molécula tiene un alto poder calorífico, necesitando apenas un tercio de material en comparación con un combustible fósil regular. Esto lo convierte en una gran apuesta para eliminar las emisiones generadas por el sector transporte. Si bien el manejo del hidrógeno se dificulta por su elevada inflamabilidad, cada día se hace más factible que se convierta en el combustible del futuro.
Dado el inmenso valor del almacenamiento para ayudar a integrar cuotas cada vez mayores de energías renovables, no es de extrañar que las implementaciones de almacenamiento estén aumentando rápidamente. Los responsables políticos, la industria y otras partes interesadas de toda Europa deben seguir trabajando juntos para crear un marco regulatorio de apoyo que permita que el sector del almacenamiento prospere.
