Almacenamiento de energía y transición energética
Garantizar la continuidad del suministro eléctrico en un sistema con presencia mayoritaria de renovables intermitentes requiere soluciones que aporten capacidad firme y flexible. En este sentido, la selección de las diferentes soluciones tecnológicas de almacenamiento de energía es clave para lograr una efectiva descarbonización del sistema energético. Consciente de su importancia, el PNIEC contempla la incorporación de 6 GW adicionales de almacenamiento para 2030 con una hoja de ruta avanzada en la Estrategia de Almacenamiento aprobada en febrero de este año.
Estos han sido algunos de los temas de debate del webinar celebrado ayer por la Universidad Politécnica de Madrid (ETSII-UPM). Bajo el título “Tecnologías de almacenamiento y su papel en la transición energética”, y en colaboración con Energía y Sociedad, el encuentro ha reunido a expertos, profesionales, estudiantes e instituciones.
Cambiar la forma de generar y consumir energía es imprescindible para poder cumplir con los objetivos en materia climática establecidos por la Unión Europea y comprometidos por nuestro país. La descarbonización debe ser una realidad que requiere del compromiso de todos los sectores implicados.
Para ello, y para seguir avanzando en la electrificación de la economía, es necesario que existan tecnologías que aporten los servicios al sistema que garanticen la seguridad y calidad del suministro eléctrico.
Manuel García Hernández, Director General de Política Energética y Minas del Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico y Ruth Carrasco adjunta a la Dirección para Objetivos de Desarrollo Sostenible de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid (ETSII-UPM) han sido los encargados de inaugurar el encuentro y dar la bienvenida a los ponentes y presentar los temas de debate.
El Director General de Política Energética y Minas destaca que el Marco Estratégico de Energía y Clima define la senda para la transición hacia la neutralidad climática, que implica una profunda transformación del sistema energético hacia un modelo descentralizado y flexible, basado en energías renovables. Para garantizar la seguridad y la calidad del suministro de energía, se requiere soluciones que aporten flexibilidad al sistema. En este escenario, las diferentes soluciones tecnológicas de almacenamiento de energía son necesarias para lograr una plena descarbonización del sistema energético y una efectiva integración de las tecnologías renovables.
Asimismo, ha destacado que las palancas para la transición energética son la eficiencia energética y la electrificación de la economía: aumentando las renovables en el mix de generación. Así, asegura que “el camino que nos queda por recorrer es mayúsculo”. El Director General también ha detallado que el consumo de electricidad crece un 7% cada año, hasta el 27 % del consumo final. La producción con energías renovables supondrá un 74% del total en 2030.
Tras la inauguración de la jornada, Alberto Abánades, subdirector de Máster y Doctorado de la ETSII-UPM, ha expuesto la visión general de las distintas soluciones de almacenamiento de energía. Durante su intervención, destacó cómo hay un amplio abanico de tecnologías de almacenamiento y de aplicación en diversas partes de una red eléctrica, desde la transferencia horaria de generación neta de energía a gran escala, hasta su aplicación al mantenimiento de la calidad del suministro a escala local.. Así, ha apuntado que el almacenamiento es uno de los puntos críticos para el desarrollo de la transición energética hacia la descarbonizacion de la sociedad y existen diferentes tecnologías de almacenamiento, que pueden tener un nicho de aplicación para distintas necesidades de la red eléctrica: acoplar generación de energía intermitente con demanda, regulación de la red con reserva a corto plazo y estabilidad de red. Esta introducción general abrió paso a la exposición de trabajos de la ETSII en algunas de estas tecnologías.
A continuación, Luis González Portillo profesor investigador de la ETSII-UPM, presentó una comparativa de costes entre las centrales termosolares con almacenamiento y las centrales fotovoltaicas con baterías. La principal conclusión es que, pese a la competitividad en costes de la generación fotovoltaica, su almacenamiento a gran escala (a priori planteado por medio de baterías) aún presenta algunas barreras, mientras que la energía termosolar, pese a su mucho menor desarrollo durante los últimos años, tiene potencial como tecnología de almacenamiento. Para almacenamientos de larga duración, el coste de generación en las centrales termosolares es, a día de hoy, inferior al de las centrales fotovoltaicas con baterías para almacenar energía más de tres horas, y se espera que se reduzca aún más en las centrales termosolares de próxima generación, en las que la Universidad Politécnica de Madrid está investigando.
Posteriormente, Jorge Nájera Álvarez, Investigador de la ETSII-UPM presentó el estudio sobre la “Mejora de comportamiento, ciclos e interacción en red de baterías”. La principal conclusión es que, de cara a conectar almacenamiento mediante baterías a la red, el dimensionado técnico-económico óptimo de una batería debería considerar (i) el ciclo de trabajo que tendrá en función de la aplicación, (ii) la tecnología específica de batería, (iii) el control de gestión de potencia y energía implementado, y (iv) el envejecimiento asociado.
A continuación se celebró una mesa redonda con la visión de los diferentes agentes sobre almacenamiento y su papel en la transición energética.
Almacenamiento de energía y la visión de los diferentes agentes
Moderada por Ruth Carrasco, adjunta a la Dirección para Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ETSII-UPM, la mesa redonda ha contado con la participación de Miguel Duvison, Director General de Operaciones de REE. Comenzó destacando el papel del Operador del Sistema, que debe garantizar la calidad del suministro eléctrico, con un coeficiente de cobertura suficiente, al mismo tiempo que la sostenibilidad medioambiental.
Durante su intervención, destacó que el bombeo hidroeléctrico es la única tecnología que permite el almacenamiento masivo de energía. El almacenamiento, junto con los Ciclos Combinados, es necesario para aportar flexibilidad y firmeza al sistema. Las renovables, concretamente la energía solar y la eólica, no apartan al sistema servicios como la inercia o el control de frecuencia, por lo que en un escenario de alta penetración de renovables, el almacenamiento se vuelve imprescindible.
Cita como ejemplo el papel de la central hidroeléctrica de bombeo de Chira-Soria en la isla de Gran Canaria (sistema eléctricamente aislado) que permite aprovechar los excedentes de generación de energías renovables; los vertidos eléctricos antes de la construcción eran del 35% después de su construcción se reducirán al 9%.
Finaliza su intervención poniendo de relieve que la transición energética es urgente para afrontar el cambio climático y los trámites administrativos necesarios actualmente para la construcción de proyectos son un obstáculo: es imprescindible agilizarlos y además contar con los mecanismos económicos que viabilicen estas inversiones. “Si no avanzamos con las tecnologías, la descarbonización no será posible”.
Por su parte, David Robinson, Investigador y Consultor de regulación de mercados de Oxford Institute for Energy Studies, destaca que, en un mercado de sólo energía, y en ocasiones con precios máximos, hay tecnologías que no recuperan sus costes, por lo que se necesitan otros mecanismos para atraer inversión. En este sentido destaca la necesidad de realizar subastas de servicios de capacidad, neutras tecnológicamente, y con un plazo de antelación suficiente: 5 años para nuevos proyectos o un año para proyectos existentes. En estas subastas cada tecnología ofrecería su capacidad disponible derrateada por la posibilidad de que pueda contribuir en las horas más críticas del sistema. El experto ha recordado que estamos en un sistema que siempre ha sido centralizado, pero cada vez es más descentralizado y los recursos distribuidos también pueden contribuir al sistema
Adicionalmente, defiende que el almacenamiento debe competir en todos los mercados; debe competir con la generación, la demanda, las redes y las interconexiones. Finaliza su intervención destacando ejemplos de buenas prácticas de países europeos, como el caso de Gran Bretaña e Italia, que han desarrollado mercados de capacidad que facilitan un ingreso estable a los inversores.
Por último, Pilar González Fernández de la Dirección de Prospectiva Tecnológica de Iberdrola, comparó las diferentes soluciones tecnológicas de almacenamiento que difieren tanto en coste como en prestaciones.
Destacó que el bombeo hidráulico es y será la solución más eficiente y económica para el almacenamiento de larga duración y a gran escala; España tiene un potencial de bombeo hidroeléctrico de 10 GW con las presas existentes, sin necesidad de construir nuevas infraestructuras.
Por otra parte, las baterías Ion-Litio son adecuadas para el almacenamiento de corta duración, con un coste que será decreciente gracias al desarrollo de su uso en el transporte.
Finalmente, defendió la necesidad de mecanismos de capacidad, que afloren el valor de la aportación de cada tecnología a la firmeza. “Una batería solo puede aportar firmeza en momentos de estrés de hasta 2 o 4 horas; en cambio, un bombeo aporta firmeza durante periodos de 20 o 40 horas. Cada uno debería ser retribuido en función de su aportación a la firmeza”. Es lo que se denomina “de-rating” en todos los países que ya celebran mercados de este tipo.
La jornada fue clausurada por Ruth Carrasco, adjunta a la Dirección para Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ETSII-UPM, quien se ha quedado con el mensaje de que “hay que avanzar. Hay una urgencia, tenemos un reto climático que afecta a nuestra supervivencia y es una oportunidad para transformar el sistema energético hacia el futuro que queremos”. Los fondos Next Generation son una oportunidad para transformar nuestro sistema energético hacia un modelo más sostenible
