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El mundo necesita hasta 140TWh de almacenamiento de energía de larga duración

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Según un nuevo informe, se necesitarán entre 85 y 140 terrawatios-hora de tecnologías de almacenamiento de energía de larga duración, como la hidroeléctrica de bombeo, las baterías de flujo y la energía solar térmica de concentración, para lograr redes eléctricas con cero emisiones netas en 2040.

Aunque las tecnologías de almacenamiento de baterías de iones de litio, desde las aplicaciones detrás del contador hasta las grandes baterías de venta a la red, se están convirtiendo en un elemento habitual de las redes eléctricas de todo el mundo, la necesidad de almacenar energía renovable durante ocho horas o más (Long-duration energy storage, LDES, por sus siglas en inglés) sigue sin estar cubierta en gran medida.

El Consejo de Almacenamiento de Energía de Larga Duración, una organización lanzada en la COP26 por empresas miembros que van desde Siemens, Río Tinto y BP hasta la propia Redflow de Australia, trata de salvar esta brecha con su informe inaugural, publicado el martes en colaboración con McKinsey & Co.

El informe concluye que la consecución de redes eléctricas de energía neta cero para 2040 requeriría un despliegue global de 1,5-2,5 TW y 85-140 TWh de LDES, representaría el 10% de la electricidad consumida en todo el mundo y necesitaría una inversión estimada de entre 1,5 y 3 billones de dólares.

En Australia, como se puede ver en el siguiente gráfico, el informe sitúa el mercado total de LDES de 2030 a 2040 entre 20-40GW y 0,5-1 TWh.

Como señala el informe, no es una hazaña pequeña: representa entre cuatro y siete veces el despliegue total de TWh de almacenamiento de baterías de iones de litio a nivel mundial en la actualidad y entre cinco y once veces la inversión total en energía renovable en 2020.

Pero hay que hacerlo: "La alta penetración de las renovables tendrá un impacto en la fiabilidad y estabilidad del sistema eléctrico", dice el informe.

"Para descarbonizar completamente el sector eléctrico, hay que superar tres retos fundamentales: Los desequilibrios entre la oferta y la demanda de energía, el cambio en los patrones de flujo de transmisión y la disminución de la inercia del sistema.

"Si bien existen soluciones en la actualidad, o bien son emisoras de carbono (como las centrales de gas), o bien están limitadas físicamente (como la energía hidroeléctrica de bombeo a gran escala, o PSH), o bien no son rentables para satisfacer todas las necesidades futuras del sistema eléctrico (como las baterías de iones de litio).

"Para lograr una transición energética rentable, se necesitan tecnologías de almacenamiento de energía de larga duración (LDES)".

El informe se centra en lo que denomina tecnologías LDES novedosas, que abarcan desde soluciones mecánicas, como los modernos sistemas hidroeléctricos de bombeo y los basados en la gravedad, hasta soluciones térmicas, como las sales fundidas o el calor latente, pasando por tecnologías químicas, como el almacenamiento de hidrógeno, y electroquímicas, que abarcan las baterías de flujo y de ánodos metálicos.

Según los datos, actualmente hay más de 5GW y 65GWh de LDES ya operativos o anunciados en todo el mundo, con más de 260 proyectos de LDES anunciados en diferentes fases comerciales, sin incluir los proyectos de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo (PSH) a gran escala.

La mayor parte de la capacidad total anunciada (60%) corresponde al almacenamiento térmico en sales fundidas para la energía solar concentrada (CSP) a escala de megavatios, según el informe.

El almacenamiento tradicional de energía por aire comprimido (CAES) ocupa el segundo lugar en cuanto a capacidad (alrededor del 30%) y el mayor tamaño medio de las instalaciones (80 MW). Las baterías de flujo representan el mayor número de proyectos (más de 100), pero su capacidad media anunciada es significativamente menor, de unos 4 MW.

"Esto significa que, aunque el potencial de otras tecnologías LDES es elevado, su adopción generalizada depende de su demostración comercial y de la evolución de sus costes", dice el informe.

El informe señala que la competitividad de las LDES se verá impulsada en gran medida por los costes de la capacidad de almacenamiento de energía, que se espera que disminuyan en un 60% para 2040. También se prevé que la eficiencia de ida y vuelta (RTE) de estas tecnologías mejore entre un 10 y un 15%.

El análisis del coste nivelado del almacenamiento (LCOS) muestra que, si se alcanzan estas curvas de aprendizaje, la LDES es competitiva en cuanto al coste nivelado del almacenamiento frente a la de iones de litio para duraciones superiores a 6 horas, con una ventaja distintiva por encima de 9 horas, para 2030.

Según el informe, la previsión de reducción de costes del sistema LDES (55-60% para 2040) es comparable a las expectativas de reducción de costes de los sistemas de iones de litio a escala comercial (en torno al 70%) y del LCOE de las turbinas de hidrógeno (en torno al 50%).

Además, el ritmo de reducción es similar en todos los grupos tecnológicos, y la fase de aprendizaje más rápida se producirá en la próxima década, según el informe. Esto implica que el posicionamiento competitivo relativo y las compensaciones económicas entre las tecnologías probablemente seguirán siendo similares durante este periodo.

Sin embargo, para que esto ocurra, el informe subraya la necesidad de planificar el sistema a largo plazo para atraer una inversión privada inicial adecuada que apoye el despliegue de las LDES y la investigación y el desarrollo, y de diseñar el mercado para que reconozca plenamente el valor que pueden aportar las LDES.

Además, el informe reconoce que algunas tecnologías LDES están en sus primeras fases de despliegue y requerirán inversiones específicas para lograr el menor coste y la escala necesarios para reducir las emisiones sociales de CO2.

"Las tecnologías LDES reducen nuestra exposición a la imprevisibilidad de la energía eólica y solar", dijo Claudio Spadacini, director general fundador de Energy Dome, que está detrás de una novedosa propuesta de almacenamiento de energía en aire comprimido.

"Aunque la generación de energía renovable está aumentando rápidamente, no se corresponde con las variaciones de la demanda, como los picos de la mañana y la tarde de cada día.

"Las tecnologías LDES pueden almacenar energía eléctrica durante horas, días e incluso semanas para satisfacer las necesidades de suministro de energía en coyunturas críticas para la red, todo ello a escala y a un coste competitivo en una época en la que el consumo de energía eléctrica no deja de aumentar", dijo Spadacini.

Fuente: RE