La tecnología de de acumulación por bombeo hidráulico y la de las baterías son dos tecnologías de almacenamiento muy diferentes, una en plena mayoría de edad y la otra, en sus comienzos; la primera requiere años para realizarse, la otra puede ser construida en poco tiempo. ¿Qué es lo que las diferencia? ¿Cuáles son sus ventajas e inconvenientes? ¿Habrá en el futuro sitio para las dos?
El rápido crecimiento de la generación de energía renovable ha sido impulsado por dos factores concurrentes: la caída de los costes nivelados (LCOE) de la energía producida por la energía eólica y la solar, y el cierre de un número importante de estaciones eléctricas de carbón en la mayoría de los casos, y de nucleares, en otros.
Las energías renovables no pueden, por sí solas, satisfacer las fluctuaciones de la demanda que se producen a lo largo del día sin una cierta regulación sobre su acceso a la red. La energía debe ser gestionable, despachable, y eso significa que debe estar disponible cuando se necesita. Así, si el sol no brilla o el viento no sopla, la energía renovable no puede ser enviada a menos que se haya almacenado antes de alguna manera.
Hay diferentes tipos de almacenamiento, pero los dos sobre los que gira el debate en este momento son las baterías y la energía hidroeléctrica de acumulación por bombeo, según se recoge en un interesante análisis realizado por Donald Vaughan y Nick West, dos ingenieros con una larga trayectoria profesional que trabajan en la consultora australiana Entura. Estas dos tecnologías son muy diferentes y hay algunas limitaciones que afloran en la comparación de una tecnología bien conocida y establecida con una que es nueva y en rápido desarrollo.
¿Cómo apoyan a la red?
La hidroeléctrica de bombeo se basa en la generación síncrona bien establecida, que proporciona servicios auxiliares críticos a la red, a través de la provisión de la inercia, la frecuencia y la tensión de apoyo y soporte suficiente al nivel de fallo.
Las tecnologías de las baterías todavía están poniéndose al día en la mayoría de estos frentes. El potencial de las baterías para proporcionar 'inercia sintética' o respuesta de frecuencia rápida es alto, pero este depende de la fuerza del sistema para poder dar ese apoyo. Ofrecen un apoyo mínimo con niveles de fallo, pero todavía pueden proporcionar algo de apoyo a la frecuencia del sistema y la regulación de voltaje.
¿En cuánto tiempo se pueden instalar?
No hay duda de que el almacenamiento en baterías es más rápido de implementar que la energía hidroeléctrica de acumulación por bombeo. Las convocatorias que realizan los gobiernos para la presentación de ofertas y plazos de entrega, dan una idea aproximada de que los plazos podrían estar en torno a los cien días, velocidad de despliegue que la mayoría de los expertos considera que está dentro de los límites de lo posible.
El hidrobombeo, en comparación, es una tecnología que requiere mucho más tiempo para ponerla en marcha. Por lo general, las actividades de desarrollo (incluyendo la optimización de las evaluaciones de la solución técnica, ambiental y social, la organización de la financiación y la finalización de diseño) llevan dos años o más en completarse, y la construcción se lleva otros dos o tres años más.
¿Qué costes tienen estas tecnologías?
El coste del hidrobombeo por megavatio hora es sensiblemente más bajo, y se mueve entre los 200 y los 260 dólares / MWh. En la actualidad, los costes de las baterías oscilan entre 350 y 1.000 dólares / MWh, aunque los costes se van reduciendo mucho y muy rápidamente. Solo en 2016 los costes se redujeron un 25%.
Según el informe sobre costes normalizados del almacenamiento de Lazard, el coste de los proyectos de almacenamiento por bombeo en el mundo se mueve en el rango entre 1,5 millones y 2,5 millones de dólares por MW instalado. El informe también revela que el costo de instalar una solución de baterías a escala de la red varía entre los 3,5 y los 7,5 millones de dólares.
Esta amplia gama de precios para las baterías es típica de una tecnología en desarrollo que se implementa en una variedad de aplicaciones. En última instancia, es difícil predecir cuánto bajarán los costes de las baterías, pero los informes predicen que los costes de las baterías de ion-litio bajarán a alrededor de los 120 dólares / MWh en 2025.
Teniendo en cuenta que las baterías necesitan ser reemplazadas una o dos veces en una década, con las tecnologías actualmente disponibles, tendrán que ser reemplazadas varias veces durante los 100 años de vida útil que tiene de media un proyecto de acumulación por bombeo.
Para las baterías, asumiendo una vida económica de 40 años, el coste inicial más el de los reemplazos puede significar que los costes para toda su vida útil caigan a un rango de entre 200 y 330 dólares / MWh.
Un futuro brillante
Por lo tanto, ¿qué nos deparará el almacenamiento en el futuro? El aumento de las energías renovables conducirá inevitablemente a una diversidad de soluciones de almacenamiento y suministro. La gama de estas soluciones dependerá de los recursos de las regiones y de las particularidades de los lugares donde se ubiquen los sistemas. Es muy probable, por tanto, que el futuro de las dos tecnologías de almacenamiento -baterías e hidrobombeo- será muy brillante.
Las baterías están aquí para quedarse y, sin duda, jugarán un papel importante en los futuros sistemas de energía a medida que la tecnología se desarrolle y los costes se abaraten. Sin embargo, aunque las baterías pueden proporcionar tiempos de respuesta rápidos, todavía tienen que demostrar su capacidad para proporcionar una gama completa de servicios auxiliares necesarios para apoyar la red. El hidrobombeo sigue siendo un punto de referencia, una tecnología probada y fiable, capaz de satisfacer las necesidades de la red y proporcionar una salida sostenida durante un máximo de un siglo.
En última instancia, hay espacio para las dos -baterías y acumulación por bombeo hidroeléctrico- y pueden incluso que se complementen entre sí. Las baterías son más rentables en la entrega de pequeñas cantidades de energía almacenada durante un breve periodo de tiempo a niveles de potencia elevados. Por su parte, la acumulación por bombeo es más rentable en el almacenamiento y liberación de grandes cantidades de energía almacenada. El logro de la solución de almacenamiento óptima dependerá de una cuidadosa planificación y encontrar el mejor ajuste para las circunstancias particulares.
Lo que es seguro es que ambas tecnologías jugarán un papel importante en el desarrollo y la expansión de una red mayoritariamente alimentada por energía renovable.
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