Opinión

  • Opiniones, debates y consideraciones.

La acumulación como aliada de la eficiencia

Es imprescindible seleccionar cuidadosamente la tecnología de almacenamiento que mejor se adapta a cada proyecto, con el fin de optimizar la inversión a realizar y lograr una operación confiable de los sistemas.

14/07/2021

Se espera que en el próximo año la mayoría de las economías se acerquen al pleno funcionamiento, en tanto y en cuanto, la pandemia de Covid 19 tienda a desaparecer o, al menos, disminuya su potencia como freno a la actividad. Al mismo tiempo, muchos de los cambios ocurridos durante 2020 y en el año que transcurre, han acelerado la llamada “Cuarta Revolución Industrial”, también conocida como 4.0, haciendo prever una exigencia creciente para los sistemas de generación y distribución de energía, junto a un aumento del uso de las renovables.

A estos desafíos se suman los compromisos que se van suscribiendo a nivel estadual en favor de alcanzar la máxima sostenibilidad ambiental obligando a cumplir objetivos climáticos muy ambiciosos. La economía del triple impacto, que lleva a buscar un equilibrio entre rentabilidad económica, desarrollo social y cuidado ambiental va tomando cuerpo y esta claro que se establecerá un nuevo paradigma en la manera de gestionar los procesos productivos.

El sistema energético es clave para el funcionamiento de todo este proceso, y en los próximos años será impostergable una transformación estructural, para reducir la dependencia de los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural). La transición energética se expandirá llegando a todo el mundo, incluso a los países más rezagados como es el caso de Argentina.

Sin embargo, apoyarse cada vez más en las energías renovables, presenta nuevas características ya que son intermitentes, estacionales y poco gestionables al depender de la disponibilidad de sol, viento o de las precipitaciones para poder producir electricidad, lo que provoca que la generación eléctrica sea cada vez más volátil.

Esto sumado a que el consumo eléctrico sera igualmente variable, debido a la introducción de nuevos agentes en el mercado con perfiles de consumo muy distintos como el vehículo eléctrico, el autoconsumidor y el prosumidor.

Esos nuevos niveles de doble volatilidad exigen respuestas tecnológicas innovadoras. Los nuevos problemas implican garantizar la disponibilidad en firme, para dar cobertura a una demanda creciente, acomodar la intermitencia mediante equipos que permitan gran flexibilidad para su ingreso rápido al sistema y contar con mecanismos de ajuste homeostáticamente equilibren el sistema.

Es justamente por este último aspecto donde aparece la necesidad de medios para la acumulación de energía.

En la actualidad, existen tres tecnologías principales capaces de aportar potencia en firme y flexibilidad al sistema. Por un lado, como ya hemos visto en informes anteriores, ya disponemos de tecnología para una gestión inteligente de la demanda, que permiten a los grandes consumidores modular y programar su consumo; por otro, el gran respaldo de las plantas de generación eléctrica convencionales, como son los ciclos combinados y las nucleares; y finalmente, los Sistemas de Almacenamiento de Energía, capaces de acumular electricidad en escala para liberarla al sistema en el momento oportuno, llegando al rescate de la gestión de la producción renovable y postulándose como la principal alternativa sostenible a largo plazo.

Los equipos de almacenamiento en gran escala pueden estar conectados a las redes de distribución o de transporte, a una red privada de una empresa o de un conjunto de ellas.

Los sistemas de almacenamiento avanzados tendrán que estructurarse para resolver distintas prestaciones, a saber:

  1. Regulación y estabilización de la frecuencia (servicios auxiliares).
  2. Capacidad de restauración del sistema (Black-Start).
  3. Arbitraje diario y estacional.
  4. Apoyo a la generación convencional (cubrir paradas).
  5. Reducción de las limitaciones en la generación renovable.

Para cubrir esas funciones hay varias alternativas de almacenamiento en función de la tecnología que utilizan, entre los que destacan el hidrógeno, las baterías, el hidrobombeo, los supercondesadores, etc. Sin embargo, no todos son capaces de aportar la suma de los servicios mencionados previamente.

Por tanto, es imprescindible seleccionar cuidadosamente la tecnología que mejor se adapta a cada proyecto, con el fin de optimizar la inversión a realizar y lograr una operación confiable de los sistemas.

En la actualidad, las baterías se han posicionado como el principal sistema de almacenamiento en escala para proporcionar servicios de red. Esto se debe a su acelerado desarrollo tecnológico, su escalabilidad y a la disminución del costo que se viene registrando.

En este sentido, las baterías son las tecnologías de almacenamiento que van a conseguir la mayor reducción de sus costes para 2030, y en especial las de Ion-Litio, cuyo coste se estima que pueda reducirse en alrededor de 60% en los próximos 10 años.

Hay dos formas de aplicación de estos sistemas que han comenzado a predominar en los países que se encuentran más avanzados. A modo de síntesis, se los puede definir como “después del medidor” o “antes del medidor”.

En el primer caso, (“behind the-meter” o BTM) se trata de sistemas conectados dentro de los edificios de los clientes comerciales, industriales o residenciales. Su objetivo principal es optimizar su demanda y ahorrar en la factura de electricidad a través de la gestión inteligente de la misma; es decir, almacenando electricidad en la batería cuando es más barata y consumiéndola cuando los precios son más elevados, lo que requiere conocer muy bien el perfil de demanda y los términos del contrato de suministro.

En el segundo caso, o almacenamiento en gran escala de distribución, (“front-of-the-meter” o FTM), son sistemas que están conectados a las redes eléctricas de distribución o de transporte o a una planta generadora. Generalmente se usan para proporcionar ciertos servicios de red requeridos por los operadores del sistema, como servicios auxiliares, alivio de la carga de la red o regulación de la frecuencia. Para ello requieren de una capacidad elevada de almacenamiento.

Actualmente se cree que serán más competitivos los grandes dispositivos que los residenciales, dadas las economías de escala de este tipo de equipamiento, lo que contribuirá a acelerar su desarrollo y diseminación.

Vale la pena tomar en consideración algunos casos emblemáticos.

Así, destaca el proyecto “Hornsdale Power Reserve” de 193,5 MWh y 150 MW, por ser el más grande del mundo actualmente en funcionamiento y haber conseguido mejorar el respaldo de Australia del Sur. Asimismo, la mayor megabateria del mundo está prevista para el proyecto Moss Landing de PG&E en Monterey (EE.UU.), que alcanzará los 2.270 MWh y 567,5 MW (4 horas) de capacidad.

En lo que respecta a su esquema económico, hoy en día las baterías de gran escala obtienen sus ingresos de tres fuentes principales: 1) mediante el arbitraje de precios, adquiriendo la electricidad cuando es más barata y vendiéndola cuando el precio es elevado; 2) por su participación en servicios de ajuste, ayudando a adecuar generación y demanda; y 3) de otros ingresos regulados, como los pagos por garantizar el respaldo al sistema.

Cabe destacar que el arbitraje de precios se da especialmente ligado a la introducción de gran capacidad solar fotovoltaica, ya que esta genera grandes diferencias de precio entre las horas del día en las que entra a generar dada la disponibilidad de luz solar y las horas en las que no. Las baterías son capaces de aprovechar este diferencial, a la vez que contribuyen a aplanar la curva de precios, y a apuntalar el uso de la fotovoltaica.

Por este motivo, este informe se enfoca especialmente en la relación entre el almacenamiento y la tecnología solar fotovoltaica, a pesar de que también existen sinergias con otras tecnologías, como la eólica.

Así, las tecnologías de almacenamiento pueden ser capaces de hacer frente a las brechas existentes entre generación y demanda, almacenando energía en los periodos de superávit de generación, de manera que esté disponible cuando existan déficits. En el contexto de transición energética que se acelerará próximamente, el almacenamiento permite aprovechar al máximo la generación eléctrica limpia procedente de las energías renovables, contribuyendo a la sostenibilidad medioambiental, a la plena descarbonización del sistema energético y a la efectiva integración de las tecnologías renovables con eficiencia y seguridad.