Este mes, siguiendo la línea editorial de 2020 sobre desafíos por el clima, tratamos un desafío tecnológico, la innovación en almacenamiento de energía para reducir costes. Hemos entrevistado a Rocío Barrio, investigadora en la Unidad de Energía Solar Fotovoltaica y miembro del grupo de coordinación de almacenamiento de energía ‘ALMA’ del CIEMAT.
Cuando se habla de almacenamiento de energía, el público en general lo relaciona con baterías, pero ¿hay otros tipos de almacenamiento de energía?
Los sistemas de almacenamiento nos permiten transformar la energía almacenada para utilizarla cuando se requiera. Efectivamente, las baterías son el sistema de almacenamiento de energía más conocido por el público en general, debido fundamentalmente a su empleo masivo en dispositivos móviles (teléfonos, ordenadores portátiles, utensilios domésticos, etc..) y durante los últimos años, como consecuencia del fuerte impulso de las baterías de ion-litio para su empleo en el coche eléctrico. Este tipo de baterías son sistemas muy maduros tecnológicamente y muy útiles para el almacenamiento de energía a corto plazo que requieren cargas y descargas frecuentes. Pero existen otros sistemas de almacenamiento de energía que ofrecen otras tecnologías, dependiendo de cuál sea su aplicación y su servicio, así como su capacidad energética, su tiempo de respuesta, su potencia nominal y su ubicación, entre otras características.
Junto al almacenamiento electroquímico de los diferentes tipos de baterías (no solo las más conocidas de ion-Litio y las de plomo-ácido), las principales tecnologías que se pueden destacar son a gran escala, el bombeo hidroeléctrico y el almacenamiento térmico, y a menor escala los volantes de inercia, el hidrógeno, las pilas de combustible, los supercondensadores y el aire comprimido. A su vez, estas tecnologías pueden combinarse entre sí para dar un mejor servicio según sea la aplicación.
¿Qué papel jugarán en la red eléctrica del futuro? ¿Qué ventajas pueden suponer para el sector energético?
El papel que jugarán las diferentes tecnologías de almacenamiento de la energía va a ser clave e imprescindible si se quiere lograr una transición energética hacia un futuro más sostenible, tal y como está dibujado en el Plan Nacional de Energía y Clima (PNIEC 2020-2030). Esta transición supone una transformación del sistema energético actual, dado que estará alimentado fundamentalmente por fuentes de origen renovable. El carácter variable y no gestionable de estas fuentes (sobre todo de las de mayor presencia, es decir, la energía solar fotovoltaica y la eólica) requieren la integración en la red eléctrica de sistemas de almacenamiento para otorgar al sistema flexibilidad, evitar fluctuaciones y dar seguridad y calidad al suministro.
Adicionalmente, el almacenamiento ofrece la enorme ventaja de poder almacenar la energía en los periodos en los que la energía generada es superior a la demanda y emplearla en los momentos en los que exista déficit de generación. De este modo se evitarán vertidos de energía y también se reducirá la dependencia de mercados exteriores en aquellos periodos de alta demanda o escaso recurso de origen renovable.
Por último, el almacenamiento favorece una generación más distribuida y eficiente, evitando grandes infraestructuras de transporte y pérdidas de energía entre la generación y su consumo.
¿Qué retos hay que superar para mejorar los sistemas de almacenamiento y conseguir implementarlos cada vez en más proyectos, sean a gran o pequeña escala?
En términos generales, para todas las tecnologías de almacenamiento de energía se deben superar un gran número de retos, entre los que se pueden destacar:
- Mejora tecnológica para incrementar su eficiencia, su densidad de energía, tiempos de respuesta, durabilidad y potencia. Esto implica forzosamente una mayor inversión en investigación y desarrollo.
- Evolucionar hacia el empleo de materiales abundantes y sostenibles, sin olvidar su reutilización y final reciclaje.
- Apoyo a la industria del sector, por tratarse de empresas estratégicas por su impacto en la economía y para evitar la dependencia exterior.
- Mejorar la competitividad para reducir sus costes y mejorar la viabilidad económica en los proyectos con almacenamiento.
- Establecer marcos legales, regulatorios y retributivos.
- Transferencia del conocimiento, tanto a nivel divulgación como a nivel de formación de profesionales para todas las tecnologías en todos los eslabones de la cadena de valor.
¿Cómo pueden ayudar a reducir los costes de la energía los sistemas de almacenamiento?
Actualmente, el precio de la energía almacenada es muy elevado, dado que los costes de cualquier tecnología de almacenamiento son todavía muy altos. A cambio, la generación de energía renovable con almacenamiento ofrece fiabilidad y seguridad a la red, además de evitar vertidos y aprovechar esta energía no utilizada. Este hecho permite no sobredimensionar las plantas de generación renovable para dar una adecuada respuesta a la demanda, lo cual se traduce en un ahorro y sobre todo una mayor eficiencia energética. Dado que el almacenamiento favorece una generación más distribuida, también supone una reducción en los costes asociados al transporte de la energía.
Si bien, para que el precio de la energía almacenada se reduzca considerablemente, los costes para cualquier sistema de almacenamiento tendrían que ser notablemente inferiores a los actuales, especialmente en aquellas tecnologías menos maduras. En este sentido, la transición energética en las que estamos ya inmersos nos brinda la oportunidad de investigar en las diferentes tecnologías con el claro objetivo de mejorar sus eficiencias y prestaciones, integrarlos en el sistema productivo a escala masiva y así reducir sus costes de fabricación. Ante este escenario, y si se superan los retos mencionado previamente, es esperable que los costes finales de la energía con almacenamiento se reduzcan considerablemente en el horizonte 2030.
El CIEMAT tiene un grupo de trabajo específico sobre almacenamiento de energía, ALMA, ¿te gustaría destacar en que estáis trabajando y cuáles son vuestros objetivos?
El grupo de trabajo ALMA del CIEMAT está formado por varios investigadores que pertenecen a distintos departamentos del centro y que trabajan en diferentes tecnologías de almacenamiento y de generación de energía renovable. Es un grupo de reciente de creación (finales de 2019) y nuestro principal objetivo es establecer un área científico-técnica de I+D en Almacenamiento en el CIEMAT que fortalezca, unifique y coordine las diferentes actividades relacionadas con el almacenamiento de energía que se desarrollan en el CIEMAT (entre ellas el almacenamiento térmico, mecánico, electroquímico, en forma de hidrógeno y portadores de hidrógeno) dada su importancia en la transición energética. De este modo, el CIEMAT quiere contribuir a los retos tecnológicos y energéticos que se plantea en la sociedad y dar respuesta al PNIEC, con el claro objetivo de descarbonizar el sistema energético actual con la incorporación masiva de fuentes de energía renovable y así apostar por un futuro más sostenible.
