Almacenar la energía: el gran reto de las renovables

¿Por qué tenemos embalses? Porque no siempre llueve cuando necesitamos agua, ¿verdad? En cambio, dejando de lado las centrales hidroeléctricas de bombeo, no tenemos ningún sistema parecido para la electricidad. ¿Cómo almacenar la energía generada? Este es el principal problema al cual se enfrentan las energías renovables, la clave que permitirá acabar con la variabilidad en la generación, facilitar la penetración masiva de las renovables al mix eléctrico y cumplir con los acuerdos del clima firmados en París.

La evolución de sistemas de almacenamiento o acumulación de energía eléctrica a gran escala es una de las tres áreas clave para avanzar hacia la transición energética que las economías avanzadas del mundo buscan en el actual contexto post acuerdos COP21, juntamente con la descentralización de la producción y la electrificación del transporte.

¿Cómo almacenar lo imposible?

El reto del almacenamiento es aumentar la flexibilidad de gestión y la uniformidad del flujo energético, y así reducir la variabilidad que suele caracterizar las tecnologías renovables no programables y con curvas de producción no sincronizadas con la demanda, como es el caso de la eólica. Pero, ¿cómo almacenar lo imposible?

La electricidad no se puede almacenar, para hacerlo debe transformarse en otro tipo de energía, como la mecánica (bombeo de agua), química (baterías, pila de combustible de hidrógeno) o electromagnética (supercondensadores).

Los sistemas de almacenamiento más establecidos en la actualidad son los mecánicos. En el de bombeo de agua a cuotas más elevadas en las centrales hidroeléctricas de bombeo, el agua sube hasta más altura cuando hay sobreproducción, y se usa para producir electricidad cuando hay un aumento de la demanda. Esta es una tecnología madura de almacenamiento de electricidad.

En el sistema de compresión de aire, oCAES (Compressed Air Energy Storage), el aire se almacena a alta presión en depósitos subterráneos durante las horas de baja demanda, y en hora punta se expande y activa un turbo generador. Otro modo parecido es comprimir gas a alta presión hasta licuarlo, para recuperar la electricidad se convierte el gas licuado en gas a alta presión, este mueve una turbina y recupera la electricidad.

Otro modo de almacenar electricidad como energía química consiste en usar hidrógeno molecular (H2). Se puede producir usando electricidad para romper moléculas de agua (H2O) con un electrolizador. Para recuperar la electricidad almacenada así, es necesario un motor, una turbina o una pila de combustible, que transforman directamente el hidrógeno en agua y generan electricidad en el proceso.

Baterías y supercondensadores, liderando el futuro

Pero los sistemas emergentes que, a medida que se reduce su coste, están liderando el mercado son la acumulación de energía en baterías y los supercondensadores, basados en la aplicación de una diferencia de potencial entre dos conductores separados por un aislante eléctrico. De entre todos los tipos de baterías, quizás la más desarrollada en las últimas décadas para el almacenamiento de energía en redes eléctricas es la Batería Redox de Vanadi, que ya ha sido usada y comercializada en aplicaciones diversas, entre ellas la integración con instalaciones de energías renovables. En los últimos años se han producido distintas mejoras, como la aparición de la tecnología HydraRedox, que ha superado las limitaciones de la tecnología Redox de Vanadi convencional en la cual se basa.

De hecho, en la Cumbre de Almacenamiento de Energía celebrada en París a principios de febrero, representantes de la industria aseguraron que 2016 marcará un antes y un después en las tecnologías de almacenamiento.

Bancos de baterías

El uso de instalaciones de baterías para estabilizar sistemas eléctricos aprovechando los excedentes generados por las renovables es una de las opciones que actualmente genera más interés en el debate.

Recientemente, se ha iniciado la construcción, en Isla Graciosa, en el Archipiélago de las Azores, de la instalación eléctrica con baterías inteligentes promovida por la empresa Younicos, capaz de aprovechar el 100% de la energía generada por el sistema eólico-fotovoltaico de la isla. “Es la primera vez que un sistema energético de escala megavatio será estabilizado sólo con baterías, sin la asistencia de generadores térmicos”, asegura Anil Srivastava, presidente ejecutivo de Leclanché, la empresa responsable del suministro de baterías.

Si todo va bien, la instalación hará posible sustituir hasta dos tercios de la electricidad de origen fósil que se usa actualmente en Isla Graciosa, y permitirá gestionar las fluctuaciones de las renovables locales hasta el punto de conseguir el autoabastecimiento de la isla, que sólo debería recorrer a la electricidad fósil cuando una meteorología desfavorable se prolongara en el tiempo.

Mientras tanto, en Escocia, otro sistema pionero de almacenamiento con baterías se está poniendo a prueba en el primer parque eólico sobre agua, el parque piloto Hywind.

La innovación necesaria

Gran parte de la investigación y el desarrollo en el sector de las energías renovables se centra en mejorar las tecnologías de almacenamiento energético.

Dentro de la Unión Europea, diferentes proyectos trabajan para alentar la innovación que permita avanzar hacia la acumulación masiva de energía. Por ejemplo, la Comisión Europea, dentro del proyecto stoRE, tiene por objetivo fomentar el desarrollo de una infraestructura de almacenamiento a través del estudio del mercado regulatorio de la electricidad en Europa, con foco en seis países de alto potencial de mejora entre los cuales se encuentra España. El objetivo final es solucionar los problemas de operatividad que experimentan las renovables en la actualidad.

En los próximos años, otro proyecto europeo llamado Grid+Storage identificará acciones enfocadas a la integración de almacenamiento energético en redes de distribución para hacerlas más flexibles y eficientes.

‘Almacenamiento’, pues, es la palabra mágica que facilitará el salto hacia la economía descarbonizada. Es clave para las renovables, pero no sólo eso. Su desarrollo es capital también para la generación de energía convencional, ya que permitirá el desarrollo de redes eléctricas inteligentes, que separen la generación del consumo para conseguir un sistema más flexible, eficiente y seguro, en el cual haya lugar para la generación distribuida y las microredes.