Largo

Al leer sobre el almacenamiento de energía, es posible que encuentre términos como almacenamiento a largo plazo, almacenamiento estacional, almacenamiento diurno o almacenamiento de larga duración. El almacenamiento a largo plazo puede incluir almacenamiento de energía estacional, que puede cambiar la entrega de energía a una época diferente del año. El almacenamiento diurno puede cambiar la entrega de energía en unos pocos días. Y el almacenamiento de larga duración es particularmente importante para la transformación de la red eléctrica en energía limpia y en lo que me estoy enfocando aquí.

La larga duración se refiere a la cantidad de tiempo que un sistema de energía puede descargar electricidad. Es decir, una vez que una batería está completamente cargada, la duración es igual a la cantidad de horas que puede entregar energía a una determinada capacidad de energía. Esto es diferente del almacenamiento a largo plazo, que se refiere a la cantidad de tiempo que un sistema puede almacenar energía antes de descargarla.

Dado que grandes cantidades de recursos eólicos y solares están conectados a la red, el almacenamiento de energía de larga duración podría evitar la reducción de los recursos de fuentes de energía renovable durante los períodos de exceso de generación. La reducción ocurre cuando la red de transmisión está sobrecargada y no puede absorber toda la electricidad limpia y asequible que se produce. Esto da como resultado una reducción deliberada de la producción de electricidad. El almacenamiento de energía puede aliviar la restricción al facilitar el uso eficiente de los recursos de energía limpia para que la producción adicional pueda almacenarse y usarse cuando más se necesita. A medida que aumenta el despliegue de energías renovables, la flexibilidad de la red proporcionada por el almacenamiento de energía de larga duración será más relevante y útil.

El almacenamiento de larga duración también podría ofrecer una mayor flexibilidad de la red porque puede almacenar grandes cantidades de energía. Un sistema de almacenamiento de larga duración puede cargarse cuando la demanda de electricidad es baja y descargarse más tarde cuando más se necesita. Cuando los sistemas de transmisión necesitan actualizaciones costosas, se puede implementar el almacenamiento de energía para ayudar con estos servicios. Los sistemas de mayor duración pueden prolongar aún más la vida útil de los equipos de transmisión al operar con más frecuencia y durante períodos más prolongados. A medida que los eventos climáticos extremos y los apagones se vuelven más prolongados y frecuentes, las descargas de larga duración podrían adaptarse mejor a las condiciones turbulentas de la red y ofrecer una mayor resiliencia.

Se supone que el almacenamiento de energía de larga duración tiene un valor de capacidad total, ya que podría descargarse hasta por un día. La contribución de capacidad de un recurso determina cuánto cuenta ese recurso para los requisitos de adecuación de recursos. La capacidad de carga efectiva marginal (ELCC) para el almacenamiento de menos de 12 a 16 horas probablemente seguiría disminuyendo en el transcurso del aumento de la implementación del almacenamiento, pero no tan rápido como el almacenamiento de corta duración. (Lea esta publicación de mi colega Mark Specht para obtener un resumen completo de qué es ELCC y por qué es importante).

No existe una definición única de "larga duración", pero según el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), el número más citado es de más de 10 horas. NREL también establece que el contexto en torno a la aplicación es importante cuando se analiza qué se entiende por "larga duración". Por ejemplo, una batería de 6 horas podría proporcionar una capacidad firme (la capacidad de satisfacer la demanda máxima y cubrir otras condiciones adversas como apagones) en algunas situaciones, mientras que en otras, un sistema de almacenamiento con 100 horas de duración podría ser más necesario.

Al igual que el almacenamiento de energía de corta duración, las tecnologías de almacenamiento de energía de larga duración vienen en muchas formas y químicas. Los tipos más comunes son térmicos, electroquímicos y mecánicos. Debido a que el almacenamiento de energía de larga duración está ganando mucha atención recientemente, el panorama de las tecnologías cambia constantemente.

¿No pueden los operadores de red y las empresas de servicios públicos simplemente elegir la mejor tecnología de almacenamiento de energía de larga duración que esté fácilmente disponible y usarla?

Si y no.

Hay compensaciones con diferentes tecnologías. El almacenamiento hidroeléctrico por bombeo, que existe desde hace mucho tiempo, tiene una eficiencia relativamente buena y no es tan costoso como otras opciones, pero hay límites en cuanto a dónde podemos construir este tipo de sistema e impactos ambientales a considerar. (¡Probablemente no aparecerá una gran presa en el medio de Times Square en el corto plazo!)

Un sistema electroquímico como una batería de ánodo de metal tiene menos límites de ubicación, pero en este momento es costoso y no se ha implementado tanto como las tecnologías más antiguas. A medida que los proveedores de tecnología continúen probando sus sistemas de almacenamiento de energía de larga duración en diferentes escenarios, es probable que veamos cierta "eliminación" de las tecnologías que no se mantienen al día. (Lea esta publicación de blog de mi colega Guillermo Pereira para comprender cuán importantes pueden ser los proyectos piloto).

Una ventaja de tener una red eléctrica con diferentes opciones de almacenamiento de energía de larga duración es que permite una cadena de suministro más diversa, lo que alivia potencialmente algunas limitaciones de suministro que surgen cuando solo se abastece de un químico específico.

Las baterías de iones de litio son actualmente un tema candente de conversación debido a la gran demanda de los materiales que las componen, como el litio, el níquel y, a veces, el cobalto. Esta creciente demanda más el hecho de que estos materiales son finitos, crean un mercado de suministros que se vuelve restringido. Con esto en mente, un mayor desarrollo del almacenamiento de energía de larga duración debería considerar qué otras opciones existen que utilizan materiales abundantes y dan como resultado una cadena de suministro sostenible. Es importante explorar el panorama de las tecnologías disponibles para satisfacer mejor las necesidades de la red y hacer la transición a la energía renovable.

Una instantánea rápida del almacenamiento de energía, utilizando algunos de los datos de NREL, nos muestra que el almacenamiento hidroeléctrico de bombeo de 12 horas ha dominado el mercado de almacenamiento de EE. UU. durante mucho tiempo. Con el tiempo, se han conectado más baterías de diferentes tamaños. A medida que aumenta la necesidad de almacenamiento, se implementan opciones de mayor duración. Para 2050, NREL espera que se implementen alrededor de 9,5 gigavatios de almacenamiento de batería de 10 horas. ¡Eso es suficiente para alimentar a más de 7 millones de hogares durante, bueno, 10 horas!

Este tipo de almacenamiento de energía puede sonar como una solución ideal para muchas de nuestras necesidades de red. Debido a que las fuentes renovables como la solar y la eólica no siempre están disponibles por la noche o cuando no sopla el viento, las energías renovables a menudo son criticadas por lo bien que pueden (o no) distribuirse, es decir, por su capacidad de activarse. y apagado para suministrar energía bajo demanda. Con el almacenamiento de energía, la energía aprovechada por los recursos renovables se puede almacenar y utilizar bajo demanda. Pero en este momento, el almacenamiento de energía de larga duración aún no es la varita mágica que desearíamos tener.

Como vimos anteriormente, muchas tecnologías prometedoras de almacenamiento de energía de larga duración aún están emergiendo y madurando y aún no están disponibles comercialmente. Lo que esto suele significar es que, por el momento, son caros y pueden carecer de la confianza de los inversores, desarrolladores o empresas de servicios públicos en escenarios del mundo real. Los organismos reguladores, como las comisiones estatales de servicios públicos, pueden dudar en aprobar proyectos que asuman un gran costo con tecnologías que aún no se han probado en el campo tanto como algunas otras alternativas.

Además de eso, el almacenamiento de energía no es un recurso que haya sido muy bien definido en entidades energéticas como empresas de servicios públicos, organizaciones regionales de transmisión (RTO) o la industria energética en general. El almacenamiento de energía no se trata de la misma manera que la energía solar o eólica, y sin definiciones estandarizadas y comprensión de su valor, puede ser complicado averiguar exactamente cómo usarlo.

El almacenamiento de energía de larga duración no es solo un tema de discusión brillante y emocionante. Es un recurso que puede ayudar a generar cantidades muy significativas de energía limpia confiable y resistente para nuestro planeta. Puede funcionar junto con la energía renovable para brindar energía cuando más la necesitamos y conservarla cuando tenemos mucho sol y viento para todos. A medida que crece la demanda de energía en todos los sectores de nuestra economía, es crucial que entendamos el papel clave que puede desempeñar el almacenamiento de energía de larga duración para reducir la dependencia de la industria energética de los combustibles fósiles y satisfacer nuestras necesidades con soluciones que sean mejores para nuestras comunidades y nuestro planeta.

Publicado en:Energía

Etiquetas:batería, energía limpia, almacenamiento de energía, red flexible, almacenamiento de energía de larga duración, NREL, red eléctrica, almacenamiento de energía renovable, Resiliencia, almacenamiento

Sobre el Autor

Maria Chavez es analista de energía para el programa Clima y Energía de la Unión de Científicos Preocupados. María escribe sobre tecnologías de energía renovable y la importancia de una transición energética equitativa.

Rachel Cleetus Directora de políticas

Líder analítico de la campaña de energía de John Rogers

Julie McNamara Analista sénior de energía