El Consejo de Almacenamiento de Energía a Largo Plazo (LDES Council) ha publicado su primer informe anual sobre la necesidad de almacenamiento de energía de larga duración para alcanzar las emisiones de carbono netas cero. Según el informe, el mundo necesitará desplegar de 1,5 a 2,5 TW y de 85 a 140 TWh de almacenamiento de energía de larga duración, como la energía hidráulica de bombeo, las baterías de flujo y la energía solar térmica de concentración, para lograr redes eléctricas con cero emisiones netas para 2040. La implementación de esta capacidad de almacenamiento representaría el 10% de la electricidad consumida en todo el mundo y requeriría entre 1,5 y 3 billones de dólares en inversión.
Si bien las tecnologías de almacenamiento de baterías de iones de litio que van desde aplicaciones detrás del contador hasta baterías grandes para la venta en la red se están convirtiendo en una característica habitual en las redes eléctricas de todo el mundo, la necesidad de almacenar energía renovable durante ocho horas o más (LDES) sigue sin cubrirse en gran medida.
El LDES Council, una organización lanzada en la COP26 por compañías entre las que se encuentran Siemens, Rio Tinto, BP o Redflow, busca cerrar esta brecha con este informe inaugural, publicado este martes en colaboración con McKinsey & Co.
El modelo encuentra que lograr redes eléctricas netas 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 $ US1.5 billones a $ SU3 billones.
Como señala el informe, esto no es poca cosa: representa entre cuatro y siete veces el despliegue total de almacenamiento de baterías de iones de litio mundial TWh en la actualidad y entre cinco y once veces la inversión total en energía renovable en 2020. Pero es necesario hacerlo: "La alta penetración de las energías renovables tendrá un impacto en la confiabilidad y estabilidad del sistema de energía", dice el informe.
“Para descarbonizar completamente el sector de la energía, se deben superar tres desafíos clave: desequilibrios en el suministro y la demanda de energía, el cambio en los patrones de flujo de transmisión y la disminución de la inercia del sistema”, señala el informe. Y si bien existen soluciones, “estas son emisoras de carbono (como las plantas de gas), están físicamente restringidas (como la energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo a gran escala o PSH) o no son rentables para abordar todas las necesidades futuras del sistema eléctrico (como las baterías de iones de litio). Para lograr una transición energética rentable, se requieren tecnologías de almacenamiento de energía de larga duración (LDES)".
El informe se centra en lo que denomina tecnologías LDES novedosas, que van desde soluciones mecánicas como los modernos sistemas hidráulicos de bombeo y basados en la gravedad, hasta soluciones térmicas como la sal fundida o el calor latente, pasando por tecnologías químicas como el almacenamiento de hidrógeno y la electroquímica, que asimila baterías de flujo y de ánodo metálico (ver tabla a continuación).
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 etapas comerciales, sin incluir proyectos de almacenamiento de agua por bombeo (PSH) a gran escala.
El LDES térmico representa la mayor parte de la capacidad total anunciada (60%), atribuible principalmente a una serie de instalaciones de almacenamiento de sales fundidas para energía solar concentrada (CSP) en la escala de megavatios, señala el informe.
El almacenamiento de energía de aire comprimido tradicional (CAES) tiene la segunda participación más grande de capacidad (alrededor del 30%) y el tamaño promedio de planta más grande (80 MW). Las baterías de flujo representan el mayor número de proyectos (más de 100), pero su capacidad promedio anunciada es significativamente menor, alrededor de 4MW.
“Esto significa que, si bien el potencial de otras tecnologías LDES es alto, su adopción generalizada depende de su demostración comercial y de la evolución de los costos”, dice el informe.
El informe señala que la competitividad de LDES se verá impulsada en gran medida por los costos de la capacidad de almacenamiento de energía, que se espera que disminuyan en un 60% para 2040.
El análisis del costo nivelado de almacenamiento (LCOS) muestra que si se logran estas curvas de aprendizaje, el LDES tiene un costo nivelado de almacenamiento competitivo frente al Li-ion para duraciones superiores a 6 horas, con una ventaja distintiva por encima de las 9 horas, para 2030.
El pronóstico de reducción de gasto de capital del sistema LDES (55-60% para 2040) es comparable a las expectativas de reducción de costos informadas para sistemas de iones de litio a escala de servicios públicos (alrededor del 70%) y LCOE para turbinas de hidrógeno (alrededor del 50%), según el informe.
Además, el ritmo de reducción es similar en todos los grupos de tecnología, y la fase de aprendizaje más rápida ocurre en la próxima década, dice el informe. Esto implica que el posicionamiento competitivo relativo y las compensaciones económicas entre las tecnologías probablemente seguirán siendo similares durante este período.
Sin embargo, para que esto suceda, el informe destaca la necesidad de una planificación del sistema a largo plazo para atraer la inversión inicial privada adecuada para respaldar la implementación, la investigación y el desarrollo de LDES, y los diseños de mercado para reconocer plenamente el valor total que LDES puede proporcionar.
Además, el informe reconoce que algunas tecnologías LDES se encuentran en sus primeras etapas de implementación y requerirán una inversión específica para lograr el menor costo y la escala necesarios para reducir las emisiones de CO2 de la sociedad.
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