TECNOLOGÍA AMBIENTAL

 El mercado de almacenamiento de energía a gran escala en España se limita, de momento, a proyectos piloto o instalaciones de investigación y desarrollo. Pero el sector está a punto de despegar, gracias, entre otras medidas,  al Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC), que considera el desarrollo del almacenamiento como una de las herramientas clave para otorgar flexibilidad al sistema eléctrico, facilitar la integración, cada vez mayor, de renovables (60 GW a añadir hasta 2030) y conseguir una mejor gestión de las redes eléctricas. El almacenamiento, fomenta además la participación ciudadana en el cambio de modelo energético y permite una mayor competencia. 

En España, de momento, hay 8,3 GW de capacidad en almacenamiento, cifra que incluye tanto el disponible a gran escala como el almacenamiento detrás del contador y el estacional. El Ejecutivo estima las necesidades mínimas de almacenamiento para 2030 en al menos 20 GW de capacidad y en 30 GW para 2050. El pasado mes de octubre se publicaba el borrador de la Estrategia de Almacenamiento de Energía de España, que confirma estos objetivos y plantea los medios para alcanzarlos.

Situación en España

El almacenamiento de energía es una pieza esencial en un sistema energético seguro, renovable y eficiente. Es también una oportunidad para la industria y el empleo", dejaba escrito en un tuit la ministra de Transición Ecológica y vicepresidente cuarta, Teresa Ribera, el mismo día –9 de octubre– en el que se publicaba el borrador de la Estrategia. Un documento de más de cien páginas en el que se presentan las distintas tecnologías y soluciones para el almacenamiento, los retos que enfrenta su despliegue y las oportunidades que supone para el sistema energético y para el país. 

En la Estrategia se establecen diez líneas de acción, concretadas en 65 medidas diferentes, para lograr un despliegue efectivo del almacenamiento e impulsar la competitividad de la industria nacional, y se destaca la importancia de disponer de fabricantes nacionales en toda su cadena de valor y para los distintos sistemas de almacenamiento, tanto delante como detrás del contador. También se analizan con detalle todos los sistemas de almacenamiento de energía disponibles en la actualidad: mecánicos, como las centrales hidráulicas de bombeo o los volantes de inercia; electroquímicos, como las baterías; químicos, como el hidrógeno, el amoníaco, el metanol o los combustibles sintéticos; térmicos, como las sales fundidas de las centrales termosolares; y eléctricos, como los súpercondensadores y/o los imanes súperconductores.

De todas estas posibilidades, el Miteco solo considera "muy maduras" tres tecnologías, con una capacidad energética que va más alla del gigavatio: el bombeo, el aire comprimido y las sales fundidas, que funcionan ya en muchas centrales termosolares españolas. Respecto a este último sistema, el Ministerio dice que "se prevé un importante crecimiento por su potencial en cuanto a servicios que puede aportar"; y apuesta por aprovechar "el liderazgo de España en almacenamiento térmico renovable para mejorar la gestionabilidad del sistema eléctrico y reducir vertidos renovables". El Centro de Investigaciones Energéticas y Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat), coincide y señala que teniendo en cuenta el estado actual de las tecnologías, el almacenamiento térmico, que permite almacenar electricidad a escala de gigavatios, es el más eficiente y económico y resulta fundamental en el diseño de las redes energéticas del futuro.

El (gran) papel de las baterías

Al bombeo, el aire comprimido y las sales fundidas se suma otra tecnología determinante para atender las elevadas cifras de almacenamiento que van a ser necesarias en unos años: las baterías. Según el Escenario de Desarrollo Sostenible de la Agencia Internacional de la Energía, para que el mundo cumpla los objetivos climáticos y de energía sostenible, se necesitarán en todo el mundo cerca de 10.000 GWh de baterías y otras formas de almacenamiento. La consultora McKinsey señala, por su parte, que unos objetivos de descarbonización más fuertes, que nos aseguren no sobrepasar el peligroso umbral de los 1,5ºC de incremento de las temperaturas para 2050, exigen disponer de una capacidad de 25 GW de almacenamiento en baterías para 2030, y más de 150 GW para 2050. 

Según la AIE, la potencia mundial de proyectos de sistemas de almacenamiento en baterías se ha multiplicado por más de 15 estos últimos cinco años, pasando de 0,2 GW a 3,1 GW, y no parece que la tendencia vaya a estancarse. Una de las principales razones es que las baterías son cada vez más baratas. Basándose en cómo avanza la innovación tecnológica, la integración de la cadena de valor, la electrificación en todos los sectores y las nuevas soluciones financieras, McKinsey augura que el coste de las baterías puede descender hasta un 90% en los próximos años. La Oficina Europea de Patentes (OEP) y la Agencia Internacional de la Energía (AIE) señalan, por su parte, en un informe conjunto, que el almacenamiento en baterías viene creciendo desde hace años a un ritmo anual del 14% en todo el mundo, y las baterías representan ya casi el 90% de toda la actividad de patentamiento en el ámbito del almacenamiento de electricidad. 

Este desarrollo está impulsado, fundamentalmente, por los avances en las baterías recargables de iones de litio (Li-ion) utilizadas en los dispositivos electrónicos de consumo y en los automóviles eléctricos. La movilidad eléctrica, en particular, está fomentando el desarrollo de nuevos productos químicos de iones de litio destinados a mejorar la producción de energía, la durabilidad, la velocidad de carga y descarga y la capacidad de reciclaje. El progreso tecnológico también se ve impulsado por la necesidad de integrar cada vez mayores cantidades de energía eólica y solar en las redes eléctricas.

El estudio de la OEP y la AIE muestra, asimismo, que están surgiendo rápidamente otras tecnologías de almacenamiento, como los supercapacitores y las baterías de flujo redox, que pueden resolver algunas de las deficiencias de las baterías de iones de litio. Según señalan en su estudio, las baterías de flujo redox pueden proporcionar una alternativa más segura, duradera y escalable que las baterías de Li-ion para algunas aplicaciones, como las estacionarías a gran escala y la carga de los vehículos eléctricos. Los supercapacitores, por su parte, pueden complementar las baterías de Li-ion atendiendo necesidades específicas, como la carga y descarga rápidas. Sin embargo, esta tecnología aún tiene que superar algunas debilidades, como el uso de sales de metales pesados potencialmente peligrosas para el medio ambiente.

Y luego está elhidrógeno, gas que se postula como el gran aliado para descarbonizar los sectores en los que la reducción de las emisiones de carbono es particularmente difícil, como el industrial, el transporte pesado o la edificación, y al que dedicamos un amplio reportaje en ER198.

Impulso europeo

La Unión Europea ha ido aprobando a lo largo de los últimos años diferentes normas que regulan el almacenamiento energético. La Directiva 2019/944 y el Reglamento 2019/943, ambos relativos al mercado interior de la electricidad, establecen los principios de una nueva configuración del mercado eléctrico, en la que el cliente activo, la respuesta de la demanda y el almacenamiento pasan a ser elementos determinantes. La Directiva 2018/2001, relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables, incluye también el uso del almacenamiento energético. LA IMPORTANCIA DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES

Las energías renovables son fuentes de energía limpias, inagotables y crecientemente competitivas. Se diferencian de los combustibles fósiles principalmente en su diversidad, abundancia y potencial de aprovechamiento en  cualquier parte del planeta, pero sobre todo en que no producen gases de efecto invernadero –causantes del cambio climático.