El almacenamiento de energía a gran escala permitirá redes renovables
La forma en que el mundo obtiene electricidad está experimentando una rápida transformación debido a la urgencia de descarbonizar el sistema energético y la drástica caída en el costo de la tecnología eólica y solar. Según la Administración de Información Energética de EE. UU., la generación de electricidad a partir de fuentes renovables en EE. UU. se ha duplicado durante la última década, principalmente a partir de instalaciones eólicas y solares. En enero de 2023, la EIA predijo que la energía eólica, la solar y otras energías renovables no hidráulicas serán los segmentos de más rápido crecimiento de la combinación de electricidad en los próximos dos años. Pero la intermitencia de estas fuentes significa que las compañías eléctricas necesitan una forma de mantener la energía en sus bolsillos para un día lluvioso y tranquilo. Esta demanda está aumentando el interés en las tecnologías de almacenamiento de energía, especialmente las baterías de iones de litio, que eventualmente se convertirán en algo más que un pequeño jugador en la red.
Durante décadas, la energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo, un proceso simple caracterizado por depósitos en varias elevaciones, ha sido el método dominante de almacenamiento de energía a gran escala en los Estados Unidos. Cuando se necesita esta energía, el agua se libera en un depósito inferior, fluyendo a través de turbinas en el camino. Según el Departamento de Energía, la energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo actualmente representa el 95 por ciento del almacenamiento de energía a escala de servicios públicos de EE. UU. Pero a medida que la eficiencia y la confiabilidad han mejorado y los costos de fabricación han disminuido, las baterías de iones de litio han proliferado. Representan más del 80% de la capacidad de almacenamiento de baterías a gran escala de EE. UU., saltando de unos pocos megavatios hace una década a 866 megavatios en febrero de 2023, dijo la EIA. Según un análisis de marzo de 2023 realizado por Bloomberg New Energy Finance, el costo de la electricidad para tales baterías se ha reducido en un 76 % desde 2012, lo que las hace competitivas con las plantas que generalmente funcionan con gas natural y comienzan con altos requisitos de energía. Si bien hasta ahora las baterías se han utilizado principalmente para ajustes breves y rápidos para mantener los niveles de energía, las empresas de servicios públicos en varios estados, incluidos Florida y California, están agregando baterías de iones de litio que pueden durar de dos a cuatro horas. La firma de investigación energética Wood Mackenzie estima que el mercado de almacenamiento de energía se duplicará de 2018 a 2023 y se duplicará de 2023 a 2023.
Según los expertos, es probable que las baterías de iones de litio sean la tecnología dominante durante los próximos 5 a 10 años, y las mejoras continuas darán como resultado baterías que pueden almacenar de 4 a 8 horas de energía, tiempo suficiente para desviar la energía solar, por ejemplo, a picos vespertinos en la demanda de electricidad.
Pero llegar al punto en que las energías renovables y el almacenamiento de energía puedan manejar la carga de referencia de la generación de electricidad requerirá el almacenamiento de energía en escalas de tiempo más largas, lo que significará ir más allá de las baterías de iones de litio. Los candidatos potenciales incluyen otras opciones de alta tecnología, como baterías de flujo y celdas de combustible de hidrógeno que bombean electrolitos líquidos, así como conceptos más simples como la hidroelectricidad de almacenamiento por bombeo y el llamado almacenamiento por gravedad. La hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo es económica una vez instalada, pero costosa de construir y solo está disponible en ciertos terrenos. Igualmente simple es el concepto de almacenamiento por gravedad, que afirma usar energía de respaldo para levantar un bloque pesado, que luego se puede bajar para impulsar turbinas para generar electricidad. Aunque varias empresas están demostrando y atrayendo inversiones, la idea aún no se ha materializado. Todavía se están desarrollando otras opciones para que sean lo suficientemente confiables, eficientes y rentables con las baterías de iones de litio. A fines de 2017, solo se habían implementado tres sistemas de almacenamiento de baterías de flujo a gran escala en los EE. UU., mientras que los sistemas de hidrógeno a escala de servicios públicos aún estaban en la etapa de demostración, según la EIA. El gobierno de EE. UU. está financiando algunos trabajos en esta área, especialmente a través de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada para la Energía (ARPA-E), pero la mayor parte de la inversión en estas tecnologías, y el almacenamiento de energía en general, se está realizando en China y Corea del Sur. que también se ha intensificado la investigación sobre Almacenamiento.
No se sabe con certeza si los costos de almacenamiento de energía seguirán disminuyendo y en qué medida. Sin embargo, los compromisos continuos del gobierno (tanto a nivel estatal como local en los EE. UU.) para lograr una generación de energía libre de carbono seguirán impulsando cada vez más el almacenamiento en línea.
