La energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo podría ser una de las formas más prometedoras de almacenar energía para una futura red de energía 100% limpia. Pero ha sido difícil para el público saber cuánto podría costar construir estas instalaciones... hasta ahora.
Las montañas (o incluso las colinas, los acantilados y las colinas con cimas planas) pronto podrían almacenar una gran cantidad de energía limpia. Estos lugares bendecidos verticalmente son lugares ideales para una forma bien establecida de almacenamiento de energía que está recibiendo una atención renovada: la energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo.
A medida que EEUU hace la transición hacia una red eléctrica limpia, los investigadores están buscando las mejores formas de almacenar energía para utilizarla cuando los vientos disminuyan, las nubes bloqueen el sol y la red necesite un impulso. Algunos expertos esperan crear mejores baterías, como las muy queridas baterías de iones de litio que alimentan los automóviles eléctricos. Pero las baterías son como los guepardos: a menudo funcionan mejor en distancias cortas. La energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo puede ser una tecnología más antigua pero puede durar más que su competencia, a menudo almacenando energía durante ocho a 12 horas seguidas o más. Las baterías de gran escala suelen ser demasiado caras si están diseñadas para almacenar más de cuatro horas de energía.
"La energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo es quizás la solución de almacenamiento de energía más prometedora que tenemos para lograr el enorme avance necesario para lograr un sector eléctrico limpio", dijo Daniel Inman, investigador del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) que estudia la economía detrás de estos tecnologías de almacenamiento de energía.
Las centrales hidroeléctricas de almacenamiento por bombeo dependen de dos embalses, uno situado a mayor altura, para almacenar energía. Utilizando el exceso de energía de las turbinas eólicas, paneles solares y otras plantas de energía, el agua se bombea al depósito superior; cuando la red necesita más energía para satisfacer la demanda, esa agua se libera y fluye hacia abajo, haciendo girar una turbina para generar electricidad limpia.
Altos costos iniciales
A pesar de su gran promesa, se han construido pocas nuevas instalaciones hidroeléctricas de almacenamiento por bombeo desde la década de 1970, en parte porque estas tecnologías a menudo conllevan altos costos iniciales y los embalses pueden afectar el medio ambiente, especialmente si están conectados a un río. Hoy en día, los inversores están considerando una opción más respetuosa con el medio ambiente: sistemas de circuito cerrado, que están separados de las vías fluviales que fluyen naturalmente.
Pero la brecha de décadas desde que se construyó por última vez una instalación de almacenamiento por bombeo en Estados Unidos hace que sea difícil predecir cuánto podrían costar las instalaciones de circuito cerrado, especialmente para personas y organizaciones sin mucha experiencia en la construcción de este tipo de plantas. Y eso significa que los desarrolladores y planificadores de redes carecen de los datos necesarios para tomar decisiones informadas sobre cuántas nuevas instalaciones podría o debería construir el país para respaldar su red en evolución.
Es por eso que Inman, junto con sus colegas investigadores del NREL Stuart Cohen, Vignesh Ramasamy y Evan Rosenlieb, crearon una nueva herramienta de estimación de costos que puede evaluar los costos potenciales de construcción y mano de obra asociados con las plantas hidroeléctricas de almacenamiento por bombeo de circuito cerrado.
La energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo es la mayor fuente de capacidad de almacenamiento de energía a escala de red en los Estados Unidos y representó alrededor del 96% en 2022 . Y, sin embargo, según Inman, en la última década se ha pasado por alto la energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo de circuito cerrado, a pesar de que la tecnología protege los ecosistemas mejor que la mayoría de las plantas tradicionales de circuito abierto (aquellas que se construyen a lo largo de los ríos). Las instalaciones hidroeléctricas de bombeo también proporcionan inercia a la red: si un problema corta la energía temporalmente, las grandes turbinas de una instalación continúan girando, lo que ayuda a cerrar esa brecha de energía.
Anteriormente, en 2017, investigadores de la Universidad Nacional de Australia publicaron una herramienta básica de estimación de costos para la energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo. Si bien su herramienta proporciona estimaciones de costos amplias y genéricas utilizando algunas características centrales de los sistemas de almacenamiento por bombeo, el modelo NREL es mucho más detallado. Con esta nueva herramienta, los usuarios pueden seleccionar una gama más amplia de características deseadas del sistema y tener en cuenta la geología local, las tasas de mano de obra y la inflación, entre otros factores.
"Esta herramienta permite a los posibles desarrolladores de proyectos obtener una cifra aproximada de lo que podría costar una instalación en particular", dijo Inman. "Y una estimación de costos más realista nos permitiría desarrollar resultados de modelado de expansión de capacidad que sean más realistas".
Para los planificadores de redes, esta herramienta podría proporcionar una imagen más precisa de cuántas instalaciones hidroeléctricas de almacenamiento por bombeo podrían construirse razonablemente en las próximas décadas, una métrica importante para comprender qué tipo de almacenamiento de energía podría tener o necesitar la futura red del país.
Para crear una red eléctrica limpia, confiable y resiliente, es probable que el mundo necesite tanto baterías como nuevas instalaciones hidroeléctricas de almacenamiento por bombeo. Ahora, gracias a la nueva herramienta de estimación de costos de NREL, es más fácil que nunca estimar cómo y dónde estas dos tecnologías pueden trabajar juntas para construir ese futuro.
Néstor Durango
06/04/2024