ENERGÍA. El almacenamiento de energía necesario para crear sistemas eléctricos descarbonizados

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En los sistemas de energía profundamente descarbonizados que utilizan altas penetraciones de energía renovable variable (VRE), se necesita almacenamiento de energía para mantener las luces encendidas y el flujo de electricidad cuando el sol no brilla y el viento no sopla, cuando la generación a partir de estos recursos de VRE es baja o la demanda es alta. 

El estudio Future of Energy Storage de MIT Energy Initiative deja en claro la necesidad de almacenamiento de energía y explora vías que utilizan recursos y almacenamiento de VRE para alcanzar sistemas de electricidad descarbonizados de manera eficiente para 2050.

Un nuevo informe multidisciplinario de MIT Energy Initiative (MITEI), insta a la inversión gubernamental en herramientas analíticas sofisticadas para la planificación, operación y regulación de los sistemas eléctricos con el fin de implementar y utilizar el almacenamiento de manera eficiente. 

Debido a que las tecnologías de almacenamiento tendrán la capacidad de sustituir o complementar esencialmente todos los demás elementos de un sistema eléctrico, incluida la generación, transmisión y respuesta a la demanda, estas herramientas serán fundamentales para los diseñadores, operadores y reguladores de sistemas eléctricos en el futuro. 

El informe MITEI muestra que  profunda de sistemas de energía eléctrica fiables y asequibles. 

Los operadores de plantas de energía de combustibles fósiles han respondido tradicionalmente a la demanda de electricidad, en un momento dado, ajustando a la demanda el suministro de electricidad que fluye hacia la red. Pero los recursos VRE, como la energía eólica y solar, dependen de las variaciones diarias y estacionales, así como de las fluctuaciones climáticas; no siempre están disponibles para ser enviados para seguir la demanda de electricidad. 

Aquí, el estudio encuentra que el almacenamiento de energía puede ayudar a los sistemas eléctricos dominados por VRE a equilibrar la oferta y demanda de electricidad,  manteniendo la confiabilidad de una manera rentable, que a su vez puede respaldar la electrificación de muchas actividades de uso final más allá del sector eléctrico.

El estudio de tres años está diseñado para ayudar a trazar un camino para desarrollar e implementar tecnologías de almacenamiento de energía eléctrica como una forma de fomentar la electrificación y la descarbonización en toda la economía, evitando cargas excesivas o injustas.

El estudio destaca el poderoso papel que puede desempeñar el almacenamiento no solo en países desarrollados, sino también en las naciones en vías de desarrollo. Se espera que estos países experimenten un crecimiento masivo en la demanda de electricidad durante los próximos 30 años, debido a la rápida expansión económica general y al aumento de la adopción de tecnologías que consumen electricidad, como el aire acondicionado. 

El estudio examina cuatro tipos de tecnologías de almacenamiento: electroquímica, térmica, química y mecánica. Algunas de estas tecnologías, como las baterías de iones de litio, la energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo y algunas opciones de almacenamiento térmico, están probadas y disponibles para su implementación comercial. 

El informe recomienda que se concentren los esfuerzos de I+D en otras tecnologías de almacenamiento, que requerirán un mayor desarrollo para estar disponibles para 2050 o antes, entre ellas, proyectos para avanzar en tecnologías alternativas de almacenamiento electroquímico que se basen en materiales abundantes en la tierra. También sugiere incentivos y mecanismos gubernamentales que recompensen el éxito pero que no interfieren con la gestión del proyecto. 

Las políticas que exigen compartir costos a cambio de derechos de propiedad intelectual, argumenta el informe, desalientan la difusión del conocimiento. El informe aboga por primar los proyectos de demostración que comparten información con otras entidades.

El informe dice que muchas plantas de energía existentes que se están cerrando se pueden convertir en instalaciones útiles de almacenamiento de energía reemplazando sus calderas de combustible fósil con almacenamiento térmico y nuevos generadores de vapor. Esta modernización se puede realizar utilizando tecnologías disponibles comercialmente y puede ser atractiva para los propietarios de plantas y las comunidades, utilizando activos que de otro modo serían abandonados a medida que los sistemas eléctricos se descarbonizan.

El estudio también analiza el  y concluye que su uso para el almacenamiento probablemente dependerá de la medida en que se use el hidrógeno en la economía en general. Ese amplio uso del hidrógeno, dice el informe, será impulsado por los costes futuros de producción, transporte y almacenamiento de hidrógeno, y por el ritmo de la innovación en las aplicaciones de uso final del hidrógeno.

El estudio de MITEI predice que la distribución de los precios mayoristas por hora o el valor marginal por hora de la energía cambiará en  profundamente descarbonizados, con muchas más horas de precios muy bajos y más horas de precios altos en comparación con los mercados mayoristas actuales. 

Por lo tanto, el informe recomienda que los sistemas adopten precios minoristas y opciones de administración de carga minorista que recompensen a todos los consumidores por cambiar el uso de electricidad de los momentos en que los precios mayoristas altos indican escasez a los momentos en que los precios mayoristas bajos indican abundancia.

El estudio Future of Energy Storage es el noveno de la serie "Future of" de MITEI, que explora temas complejos y vitales relacionados con la energía y el medio ambiente. Los estudios anteriores se han centrado en la energía nuclear, la energía solar, el gas natural, la energía geotérmica y el carbón (con captura y secuestro de las emisiones de dióxido de carbono), así como en sistemas como la red eléctrica de EE.UU.

Más información:  The Future of Energy Storage.

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