¿Por qué es imprescindible innovar más en los sistemas de almacenamiento energético? Desde hace algunos años, en especial, después del COVID, venimos trabajando en la investigación y profundización de las distintas tecnologías de almacenamiento energético como o una actividad complementaria e imprescindible para la seguridad energética y eléctrica. Con la finalidad de actualizar estos contenidos entrevistamos al director técnico e investigador principal del Centro de Estudios y Análisis del Futuro Sustainability Worldwide Center 2050, Miguel Castañeda Loayza, para que nos brinde información de detalle.
Hace algunos años, usted declaró que debemos poner más énfasis en los sistemas de almacenamiento energético, ¿De qué estamos hablando cuando nos referimos a los sistemas de almacenamiento energético?
Nos referimos a las distintas herramientas y maneras que tenemos para almacenar energía. Hoy, después de tantos años de investigación y fomento de ayudas europeas, se tienen muchas nuevas opciones validadas. Ha habido un interesante despliegue innovador. Entonces, los Sistemas de Almacenamiento de Energía, conocidos también como SAEs son elementos sustantivos para acelerar y asegurar la descarbonización que tanto nos ocupa a todos los niveles públicos y privados. Afirmé también que una bien estructurada estrategia de SAEs, tanto en organizaciones privadas como en administraciones públicas nos facilitará una mayor flexibilidad de la gestión del sistema energético. A la postre, ello implica mayor autonomía energética, una más desarrollada eficiencia en el uso, una competitividad organizacional y un liderazgo regional en un contexto europeo y global cada vez más dinámico. Barcelona es una de las ciudades líderes en este proceso.
¿A qué se refiere cuando habla de una mayor flexibilidad de la gestión del sistema energético?
Necesitamos tener una disponibilidad energética continua y un balance entre lo que generamos y lo que consumimos. Uno de los principales detractores, por ejemplo, del despliegue de energías renovables, como la energía eólica y la fotovoltaica, se sustentaba en que no se podía asegurar utilidad de la energía eólica cuando no hay viento, ni tampoco apoyarnos en paneles fotovoltaicos cuando no hay luz solar. Pues bien, esto está superado con los sistemas de almacenamiento. Los SAEs son una herramienta muy versátil para proveer flexibilidad a los sistemas. Acumulamos energía y la usamos cuando más la necesitamos a menores costes. Por otro lado, pueden a su vez convertirse en un sistema de carga o como una fuente de energía. Actúa directamente en las variaciones de la oferta y la demanda de energía. Hay un sinnúmero de tecnologías al respecto, aunque lo más usados y conocidos, para algunos sectores sensibles, como el transporte, sean las baterías de iones de litio.
¿Cómo se está dando este despliegue en Barcelona?
Barcelona, una ciudad conocida por su innovación y compromiso con la sostenibilidad, se enfrenta al desafío urgente de gestionar su demanda energética de una manera más eficiente y ecológica. Tanto así que su plan estratégico vinculado a la Barcelona de los 5 millones tiene esta orientación ambientalmente responsable. En este contexto, los sistemas de almacenamiento energético se presentan como una solución esencial para asegurar un suministro eléctrico sostenible, abaratar los costos de ello, reducir la dependencia de combustibles fósiles y avanzar hacia los objetivos climáticos. Barcelona sabe que el almacenamiento de energía permite equilibrar la oferta y la demanda eléctrica, un desafío creciente en un mundo que busca descarbonizar sus fuentes de energía. Con la creciente penetración de energías renovables, ya desplegadas, como la energía solar y la eólica, que son intermitentes por naturaleza, los sistemas de almacenamiento son cruciales para asegurar que la energía generada en momentos de alta producción pueda ser utilizada cuando la demanda es alta pero la producción es baja.
¿Qué beneficios tiene la ciudad con ello?
Una mayor integración de energías renovables, por ejemplo. Ello hará mucho más competitivas a las ciudades. Barcelona, con su abundante sol, tiene un gran potencial para la energía solar. Los sistemas de almacenamiento permiten capturar y almacenar esta energía durante el día para su uso durante la noche, maximizando la utilización de la energía solar y reduciendo la dependencia de fuentes no renovables. Otro beneficio es la reducción de emisiones de CO2. Al permitir una mayor integración de energías limpias en la red, el almacenamiento energético contribuye directamente a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. Esto es crucial para que Barcelona pueda cumplir con sus compromisos de reducción de CO2 y mejorar la calidad del aire. Por otro lado, hay mayor seguridad energética. Los sistemas de almacenamiento proporcionan una reserva de energía que puede ser crucial en momentos de alta demanda o fallos en la red, mejorando la resiliencia energética de la ciudad y asegurando un suministro constante y fiable. Y finalmente un tema no menor es que cuando el sistema esté desplegado hay una reducción sistemática de costos que impactan directamente en el valor de la energía a un costo mucho más bajo para sus ciudadanos.
¿Cuáles son los sistemas de almacenamiento más usados?
En primera instancia es bueno recordar que existen diversos tipos de almacenamiento de energía, como por ejemplo el bombeo hidráulico que sigue siendo válido, aunque costoso en su implementación inicial. Los capacitores, también se utilizan, los cuales son dispositivos que acumulan energía en campos eléctricos. Su eficiencia está probada pero su capacidad es muy limitada. Otro dispositivo interesante es el supercondensador, que, en comparación con los capacitadores, permiten almacenar energía a mayor escala. Son ideales para aplicaciones que requieren carga y descarga rápidas. Pero los más usados siguen siendo las baterías, que convierten la energía almacenándola como energía química durante la carga y liberándola como electricidad durante la descarga. El hidrógeno ha empezado a presentarse como una solución polivalente para el almacenamiento de energía. Su capacidad para almacenar el excedente de energía renovable y su utilidad como materia prima en la producción de combustibles sintéticos lo convierten en una opción eficiente. Sin embargo, existe una clasificación mucho mayor y tecnologías variadas que ayudan en el sistema de almacenamiento. Todo depende de qué es lo que desarrollas, niveles de inversión, impacto buscado y tipos de servicios que necesitas.
¿Y qué tipo de servicios puntuales o beneficios de impacto pueden brindarnos una gestión de este tipo de sistemas?
Como ya lo afirmara hace poco, los SAEs tienen la capacidad de brindarnos una “batería de servicios” a los sistemas eléctricos. Además de un perfecto control y arbitraje entre las horas de mayor y menor precio, también pueden intervenir en una regulación primaria, secundaria y terciaria de la frecuencia energética o en la maximización de las redes instaladas. También intervienen en la regulación de la tensión disponible y aplicada. Este tema de la regulación de tensión es importante en la disponibilidad y el coste del servicio, por ejemplo. Asimismo, un asunto muy importante es mejorar la eficiencia en los costes de los proyectos energéticos. Pueden ser concluyentes en posponer inversiones en la ampliación de las redes de transporte y distribución de energía al reducir, por ejemplo, los picos de demanda máxima de las redes. Este sistema de control, sobre la base de datos de frecuencia, disponibilidad y consumo nos brinda información valiosísima para los asuntos de inversiones energéticas en la red instalada. En las Smart Grids y Microrredes garantizan una mejor provisión de servicios y reducen la dependencia de combustibles fósiles. Como ves, más allá de acumular energía para usarla cuando no la tengamos existen distintos y variados servicios.
Sabiendo la multiplicidad de servicios de los SAEs y que son estratégicos para la descarbonización y la sostenibilidad del planeta, ¿cómo se está desarrollando su despliegue global?
Es bastante difícil de establecer una comparación global. Sin embargo, no podemos negar que a nivel mundial la penetración de los SAEs aún se encuentra en una etapa incipiente. Aunque hay un desarrollo importante de energías renovables, no sucede lo mismo con las SAEs. Su aprovechamiento pleno depende en gran parte de los sistemas de regulación de los países. No es lo mismo el despliegue en China, que en Alemania, Argentina o en el Congo. Si bien es cierto la tecnologías, servicios y beneficios están bastante probados, su despliegue final depende de cada país. Incluso la propia Unión Europea brinda las directivas, pero las velocidades y la profundidad de las transformaciones lo decide y facilita cada gobierno. Ocurre lo mismo en Estados Unidos de Norteamérica. Allí, por ejemplo, cada Estado lleva su propio ritmo, profundidad y velocidad. Hace falta, por ello que los marcos regulatorios de cada país habiliten su participación en los mercados para proveer estos servicios eléctricos. A partir de allí, se reconocerá mejor su valor económico y se verificará las compensaciones que produce su desarrollo generalizado. Sin embargo, el futuro que tiene es bastante halagador.
¿Cómo se ha innovado en estos sistemas de almacenamiento?
Gracias a los fondos Next Generation y al impulso que le están dando Bruselas a este asunto ha existido una serie de investigaciones subvencionadas que van desde la búsqueda alternativas de materias primas que reemplacen al cobalto de las baterías de litio, por ejemplo. También se ha ensayado en la hibridación de tecnologías para analizar eficiencia y productividad. Se ha puesto además mucho énfasis en investigaciones con el hidrógeno verde y los electrolizadores. Aquí hay un impulso público privado muy interesante que nos brindarán soluciones muy pronto. Un caso muy interesante es por ejemplo, la propuesta tecnológica de una startup que se basa en el almacenamiento en forma de calor latente de la electricidad procedente de fuentes renovables y en su recuperación a través de células termofotovoltaicas. Actualmente se encuentra en fase de estudio en un entorno controlado. Pero promete mucho. Esta propuesta es una batería de hasta 100 horas de duración por ciclo que busca una respuesta tanto al problema de la intermitencia de las energías renovables como al del exceso de oferta en ciertos momentos del día. Su diferencial está en despachar la electricidad almacenada de manera casi inmediata y al mismo tiempo evitar su vertido en momentos de mayor generación eléctrica para propiciar su aprovechamiento posterior. Trabajos de este tipo, como estudios organizacionales y de niveles de gestión energética se vienen desarrollando desde destinitos ámbitos .