Madrid
La imperiosa necesidad de reducir las emisiones de CO2 implica un uso masivo de energías renovables, marcadas por su carácter intermitente, estacional y poco gestionable. Su propia naturaleza requiere que los sistemas eléctricos se doten de mecanismos que aseguren firmeza, flexibilidad y disponibilidad del suministro eléctrico. Es precisamente aquí donde las tecnologías de almacenamiento adquieren un papel fundamental en la transición energética.
Aún existen retos que estas tecnologías deben superar, tal y como explicó Marcos Lafoz, responsable de la Unidad de Sistemas Eléctricos de Potencia del CIEMAT, en una sesión pública organizada por AEPIBAL la semana pasada. Además de la mejora de las prestaciones técnicas, la eficiencia, y el aumento de las densidades de potencia y energía, "uno de los mayores retos está relacionado con una transición hacia costes más competitivos", señaló Lafoz. Esto requiere de un aumento de la vida útil y de la fiabilidad global de los sistemas.
Ya existen muchos ejemplos en el mundo de integración masiva de almacenamiento. Uno claro se encuentra en Australia, que ya ha anunciado hasta 15 proyectos con un total de 6,6 GW de potencia instalada de almacenamiento en forma de baterías y una inversión de 4.300 millones de dólares. "Ya hay muchos proyectos donde se está integrando almacenamiento asociado a plantas solares y eólicas, incluso en las híbridas se está integrando almacenamiento", expuso el experto. Aunque en la mayoría de los casos se están instalando baterías, esta no es ni mucho menos la única opción. "No se instala la misma cantidad de MW y potencia de solar o eólica, todo dependerá de los servicios a los que queramos que el almacenamiento responda", añadió el experto.
A partir de los requerimientos del sistema eléctrico (control de la tensión y de la frecuencia, seguimiento de la demanda eléctrica, aplanamiento de la curva de demanda, eliminación de puntas...) hay que sacar un especificación de cómo será el almacenamiento en términos de potencia (kW o MW), energía (kWh o MWh), velocidad de respuesta (kW/s o MW/s), número de ciclos (resiliencia) y viabilidad económica (VAN/TIR). Para tener una idea de estos parámetros hay que tener claro, sobre todo cuando hablamos de viabilidad, cuál es el servicio que se quiere prestar. "Aquí es donde empiezan las incertidumbres a día de hoy porque, aunque los servicios están muy claros, no está muy claro cómo se van a remunerar, por lo que es difícil establecer un plan de negocio de cara al futuro", advirtió el responsable de CIEMAT. En función de las variables de potencia, de energía o tiempo de descarga asociado a la potencia, del ciclo de vida y del tiempo de respuesta, se podrá seleccionar, a priori, las energías más convenientes.
Distintas tecnologías
Los diagramas de Ragone, en los que se presenta en un eje la potencia y en otro la energía o tiempo de descarga, permiten comparar la capacidad de diferentes medios de almacenamiento de energía. "Dependiendo de quién haga estos diagramas, las áreas que cubren las distintas tecnologías serán mayores o menores, por lo que hay que considerarlos de manera relativa", explicó Marcos Lafoz.
El almacenamiento en forma de hidrógeno se puede realizar en forma de gas (alta presión),la más convencional, en forma de líquido a baja temperatura y en forma de sólido (hidruros), el modo menos convencional pero cada vez con más futuro. Cada uno de estos tipos tienen sus características de presión, temperatura, necesidad de mantenimiento, estabilidad, etc.
Por otro lado, el almacenamiento térmico está asociado a centrales de concentración solar o de cilindro parabólico. "Aunque es una tecnología realmente madura y con un coste muy competitivo, aún tiene bastante camino de desarrollo de I+D", señaló Lafoz.
El almacenamiento electroquímico en forma de baterías es "un mundo en sí mismo", pues existen múltiples opciones. Un ejemplo serían las baterías REDOX de flujo. Una de las características más atractivas es que el nivel de potencia y que la energía está desacoplado, por lo que se puede hacer una adecuación muy buena de la tecnológica a una aplicación determinada. Otro ejemplo son las baterías Li- ion. Un aspecto muy comentado, y uno de los grandes retos a nivel tecnológico, es la pérdida de capacidad con el uso, debido al ciclado y al almacenaje. "Es importante porque no se trata de no usarlas, sino de usarlas correctamente y no tenerlas paradas, pues esto puede repercutir en una pérdida de las capacidades técnicas de ese sistema", recalcó.
Las tecnologías almacenamiento mecánico (hidrobombeo, aire comprimido y aire líquido) tienen niveles de potencia y energía muy altos, por lo que se trata de energías para almacenamiento a muy largo plazo, incluso almacenamiento estacional. Por contra, la eficiencia de los ciclos es algo más baja a la de otras tecnologías y la velocidad de respuesta suele ser deficiente.
En el caso contrario se encuentran los sistemas de almacenamiento rápido (supercondensadores, volantes de inercia y bobinas superconductoras), que tienen una velocidad de respuesta muy rápida. Sin embargo, no tienen una capacidad de energía lo suficientemente alta para cubrir algunas de las aplicaciones que requiere el sistema eléctrico. También presentan una alta densidad de potencia y un gran número de ciclos.
En los casos en los que cumplir un requisito, como por ejemplo de potencia, supone una cantidad de energía excesiva, o viceversa, puede ser más conveniente elegir una solución híbrida, donde se combine la potencia y la energía de dos tecnologías conjuntamente.
