ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO

El objetivo de la Unión Europea para el año 2050 es conseguir la neutralidad climática y para lograrlo es necesario aumentar el almacenamiento energético existente en la actualidad. Es por ello que para llevar a cabo La Estrategia de Descarbonización a Largo Plazo (ELP) se calcula que va a ser necesario aumentar en más de tres veces la capacidad de almacenamiento actual.

Se debe tener en cuenta que, en un contexto de transición energética, el almacenamiento es uno de los retos más relevantes para conseguir la plena descarbonización del sistema energético y una efectiva integración de las tecnologías renovables. El sistema energético actual centralizado y basado en centrales gestionables, será reemplazado por un sistema descentralizado y flexible que permitirá integrar adecuadamente la provisión de energía a través de energías renovables.

La necesidad de promover una mayor capacidad de almacenamiento se encuentra relacionada con el aumento de la intermitencia de la generación solar y eólica, y a su vez, con el incremento de los picos de demanda. Cuando la cuota de generación renovable es inferior al 15-20% del consumo total de electricidad, el operador de la red (Red Eléctrica de España) es capaz de compensarla. Pero si esta cuota supera el 20-25% la generación renovable intermitente tiene que reducirse durante los periodos de bajo consumo para evitar las perturbaciones de la red, a no ser que este exceso pueda almacenarse.

Es por este motivo que, para proveer las necesidades de flexibilidad del sistema energético, va a ser necesario disponer de soluciones de almacenamiento energético, con distintas tecnologías y prestaciones, además de diversas ubicaciones en el sistema energético. 

El almacenamiento de energía aporta más flexibilidad y equilibrio a la red, proporcionando soporte a la generación renovable intermitente. A nivel local, mejora la gestión de las redes de distribución, reduciendo coste y mejorando la eficiencia. De esta forma, acelera la introducción de las energías renovables en el mercado y la descarbonización de la red eléctrica, garantizando una mayor seguridad de suministro.

De manera general, el almacenamiento energético es el conjunto de tecnologías que permiten transformar y conservar la energía para su uso posterior. Estas tecnologías pueden clasificarse en función del tipo de energía que se esté almacenando: mecánica, química, eléctrica, térmica y electroquímica. Cada una de las tipologías de almacenamiento tiene aplicaciones diferentes en función de su capacidad energética, del tiempo que puede estar suministrando electricidad y de cuánto tarda en dar respuesta a la demanda.

Por lo tanto, el amplio abanico de tecnologías de almacenamiento existente puede contribuir de manera combinada a aportar la flexibilidad necesaria para la paulatina descarbonización del sistema eléctrico, logrando la neutralidad climática. Actualmente la participación del almacenamiento en los mercados de energía se encuentra reducida al almacenamiento hidroeléctrico por bombeo y al almacenamiento térmico asociado a las plantas de energía solar termoeléctrica.

A continuación, se esbozan los principales ejemplos de las tipologías actuales para almacenar energía, teniendo en cuenta la el tipo de energía utilizado para dicho almacenamiento. 

Dentro de las tecnologías para almacenar energía la más extendida a lo largo de la historia ha sido la central hidráulica de bombeo. Estas plantas almacenan energía gracias al salto de altura, elevando el agua de un depósito inferior a uno de mayor altura, para posteriormente aprovechar ese desnivel produciendo electricidad a través de las turbinas. Este tipo de tecnología representa casi la totalidad de la capacidad actual de almacenamiento a nivel mundial.

El almacenamiento químico se basa en transformar la energía eléctrica en energía de enlaces químicos.  Dentro de esta tipología encontramos el hidrógeno verde que se produce a partir de la electricidad generada por energías renovables como los parques eólicos.  Cabe destacar que el hidrógeno no es una fuente de energía primaria, sino que es un vector energético, es decir un producto que requiere de una aportación de energía para ser obtenido y que es capaz de almacenar energía en sus enlaces, para que luego pueda ser libreada cuando se necesite

Dentro de la estrategia de almacenamiento para corto y largo plazo encontramos la utilización del hidrógeno renovable como vector energético, pudiéndose almacenar por periodos cortos en depósitos y para largos periodos en almacenes geológicos naturales. En este aspecto, el hidrógeno de origen renovable se encuentra posicionado como solución para aprovechar la energía renovable excedentaria generada en las horas de menor consumo eléctrico al permitir la gestionabilidad y la continuidad en el suministro renovable mediante su almacenamiento.

Dentro del almacenamiento eléctrico podemos encontrar los supercondensadores y los imanes superconductores (SMES).  Los supercondensadores son capaces de almacenar en su interior cargas eléctricas y liberarlas muy rápidamente de igual forma que un condensador, pero tienen una capacidad de almacenamiento mucho mayor. Por otra parte, los SMES se basan en almacenar la energía a través de campos magnéticos generados por una corriente eléctrica.

Este tipo de almacenamiento tiene poca capacidad, pero puede responder en milisegundos a caídas de potencia en la red eléctrica, sirviendo para mantener estable el sistema eléctrico.

Esta tipología se considera clave dentro del nuevo sistema energético dado que es capaz de aprovechar los vertidos de energía eléctrica para producir frío o calor para su uso posterior y además se puede usar de manera híbrida con otras tecnologías energéticas, ofreciendo gran variedad de posibilidades.

Dentro del almacenamiento térmico encontramos diferentes tecnologías que se encuentran actualmente desarrolladas, como son los termos usados para el agua caliente sanitaria (ACS) a baja temperatura o para altas temperaturas las sales fundidas, que son compatibles con los ciclos de vapor para producir electricidad.

Los sistemas de almacenamiento electroquímico convierten la energía eléctrica en energía química para ser almacenada. Los sistemas más utilizados son las baterías y los condensadores electroquímicos.

En cuanto a las baterías, usadas dentro de la movilidad eléctrica, definir que son un sistema de almacenamiento maduro y muy útil para realizar cargas y descargas de manera frecuente, existiendo una gran variedad de tipologías y prestaciones.

Dentro de la Estrategia europea a favor de la movilidad de bajas emisiones, se recalca la necesidad de descarbonizar el sector transporte, especialmente en zonas urbanas y se destaca la importancia que puede desempeñar la electromovilidad como un elemento clave en la transición energética.

Es por ello que dentro de los objetivos a corto y medio plazo para este tipo de almacenamiento se encuentra la reducción de los costes junto con el aumento de la vida útil, así como favorecer la reutilización y reciclaje de los componentes.

La barrera más importante para el desarrollo del almacenamiento es la escasez de referencias de casos comerciales viables para algunas tecnologías. Es por este motivo que se debe lograr la rentabilidad en las condiciones de mercado actuales, ya que en el medio y largo plazo generarán una riqueza económica y medioambiental que superará las diferencias de rentabilidad actuales. Para solventar esta problemática, se van a desarrollar medidas para incentivar el desarrollo y la inversión de este tipo de sistemas en el mercado, hasta que los sistemas de almacenamiento sean económicamente rentables y maduros.