Almacenamento de enerxía para reducir costes

Este mes, seguindo a liña editorial de 2020 sobre desafíos polo clima, tratamos un desafío tecnolóxico, a innovación en almacenamento de enerxía para reducir custos. Entrevistamos a Rocío Barrio, investigadora na Unidade de Enerxía Solar Fotovoltaica e membro do grupo de coordinación de almacenamento de enerxía ‘ALMA’ do CIEMAT.

Cando se fala de almacenamento de enerxía, o público en xeral relaciónao con baterías pero, hai outros tipos de almacenamento de enerxía?

Os sistemas de almacenamento permítennos transformar a enerxía almacenada para utilizala cando se requira. Efectivamente, as baterías son o sistema de almacenamento de enerxía máis coñecido polo público en xeral, debido fundamentalmente ao seu emprego masivo en dispositivos móbiles (teléfonos, computadores portátiles, utensilios domésticos etc..) e durante os últimos anos, como consecuencia do forte impulso das baterías de ión-litio para o seu emprego no coche eléctrico. Este tipo de baterías son sistemas moi maduros tecnoloxicamente e moi útiles para o almacenamento de enerxía a curto prazo que requiren cargas e descargas frecuentes. Pero existen outros sistemas de almacenamento de enerxía que ofrecen outras tecnoloxías, dependendo de cal sexa a súa aplicación e o seu servizo, así como a súa capacidade enerxética, o seu tempo de resposta, a súa potencia nominal e a súa localización, entre outras características.

Xunto ao almacenamento electroquímico dos diferentes tipos de baterías (non só as máis coñecidas de ión-Litio e as de chumbo-acedo), as principais tecnoloxías que se poden destacar son a gran escala, o bombeo hidroeléctrico e o almacenamento térmico, e a menor escala os volantes de inercia, o hidróxeno, as pilas de combustible, os supercondensadores e o aire comprimido. Á súa vez, estas tecnoloxías poden combinarse entre si para dar un mellor servizo segundo sexa a aplicación.

Que papel xogarán na rede eléctrica do futuro? Que vantaxes poden supor para o sector enerxético?

O papel que xogarán as diferentes tecnoloxías de almacenamento da enerxía vai ser chave e imprescindible se se quere lograr unha transición enerxética cara a un futuro máis sostible, tal e como está debuxado no Plan Nacional de Enerxía e Clima (PNIEC 2020-2030). Esta transición supón unha transformación do sistema enerxético actual, dado que estará alimentado fundamentalmente por fontes de orixe renovable. O carácter variable e non gestionable destas fontes (sobre todo das de maior presenza, é dicir, a enerxía solar fotovoltaica e a eólica) requiren a integración na rede eléctrica de sistemas de almacenamento para outorgar ao sistema flexibilidade, evitar fluctuaciones e dar seguridade e calidade á subministración.

Adicionalmente, o almacenamento ofrece a enorme vantaxe de poder almacenar a enerxía nos períodos nos que a enerxía xerada é superior á demanda e empregala nos momentos nos que exista déficit de xeración. Deste xeito evitaranse vertidos de enerxía e tamén se reducirá a dependencia de mercados exteriores naqueles períodos de alta demanda ou escaso recurso de orixe renovable.

Por último, o almacenamento favorece unha xeración máis distribuída e eficiente, evitando grandes infraestruturas de transporte e perdas de enerxía entre a xeración e o seu consumo.

Que retos hai que superar para mellorar os sistemas de almacenamento e conseguir implementalos cada vez en máis proxectos, sexan a gran ou pequena escala?

En termos xerais, para todas as tecnoloxías de almacenamento de enerxía débense superar un gran número de retos, entre os que se poden destacar:

• Mellora tecnolóxica para incrementar a súa eficiencia, a súa densidade de enerxía, tempos de resposta, durabilidade e potencia. Isto implica forzosamente un maior investimento en investigación e desenvolvemento.
• Evolucionar cara ao emprego de materiais abundantes e sostibles, sen esquecer a súa reutilización e final reciclaxe.
• Apoio á industria do sector, por tratarse de empresas estratéxicas polo seu impacto na economía e para evitar a dependencia exterior.
• Mellorar a competitividade para reducir os seus custos e mellorar a viabilidade económica nos proxectos con almacenamento.
• Establecer marcos legais, regulatorios e retributivos.
• Transferencia do coñecemento, tanto a nivel divulgación como a nivel de formación de profesionais para todas as tecnoloxías en todos os elos da cadea de valor.

Como poden axudar a reducir os custos da enerxía os sistemas de almacenamento?

Actualmente, o prezo da enerxía almacenada é moi elevado, dado que os custos de calquera tecnoloxía de almacenamento son aínda moi altos. A cambio, a xeración de enerxía renovable con almacenamento ofrece fiabilidade e seguridade á rede, ademais de evitar verteduras e aproveitar esta enerxía non utilizada. Este feito permite non sobredimensionar as plantas de xeración renovable para dar unha adecuada resposta á demanda, o cal se traduce nun aforro e sobre todo unha maior eficiencia enerxética. Dado que o almacenamento favorece unha xeración máis distribuída, tamén supón unha redución nos custos asociados ao transporte da enerxía.

Aínda que, para que o prezo da enerxía almacenada redúzase considerablemente, os custos para calquera sistema de almacenamento terían que ser notablemente inferiores aos actuais, especialmente naquelas tecnoloxías menos maduras. Neste sentido, a transición enerxética nas que estamos xa inmersos bríndanos a oportunidade de investigar nas diferentes tecnoloxías co claro obxectivo de mellorar as súas eficiencias e prestacións, integralos no sistema produtivo a escala masiva e así reducir os seus custos de fabricación. Ante este escenario, e se se superan os retos mencionado previamente, é esperable que os custos finais da enerxía con almacenamento redúzanse considerablemente no horizonte 2030.

O CIEMAT ten un grupo de traballo específico sobre almacenamento de enerxía, ALMA, gustaríache destacar en que estades a traballar e cales son os vosos obxectivos?

O grupo de traballo ALMA do CIEMAT está formado por varios investigadores que pertencen a distintos departamentos do centro e que traballan en diferentes tecnoloxías de almacenamento e de xeración de enerxía renovable. É un grupo de recente de creación (finais de 2019) e o noso principal obxectivo é establecer unha área científica-técnica de I+D en Almacenamento no CIEMAT que fortaleza, unifique e coordine as diferentes actividades relacionadas co almacenamento de enerxía que se desenvolven no CIEMAT (entre elas o almacenamento térmico, mecánico, electroquímico, en forma de hidróxeno e portadores de hidróxeno) dada a súa importancia na transición enerxética. Deste xeito, o CIEMAT quere contribuír aos retos tecnolóxicos e enerxéticos que se expón na sociedade e dar resposta ao PNIEC, co claro obxectivo de descarbonizar o sistema enerxético actual coa incorporación masiva de fontes de enerxía renovable e así apostar por un futuro máis sostible.