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Investigadores estadounidenses sugieren que para 2050, cuando el 94% de la electricidad proceda de fuentes renovables, se necesitarán aproximadamente 930GW de potencia de almacenamiento de energía y seis horas y media de capacidad para cubrir totalmente la demanda de electricidad en Estados Unidos.
El Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) del Departamento de Energía de EE.UU. ha publicado su sexto documento - "Grid Operational Impacts of Widespread Storage Deployment"- de su serie Storage Future.
El objetivo del documento es analizar algunos de los efectos del almacenamiento de energía en la red eléctrica a medida que ésta evoluciona hacia cinco escenarios únicos en 2050.
Los escenarios incluyen el Escenario de Referencia, que sigue todos los supuestos de precios y tecnología por defecto del Laboratorio Nacional de Energías Renovables de EE.UU. (NREL). Estos supuestos se pueden encontrar en el documento, y otros documentos de referencia, en su totalidad. El NREL también examinó los cuatro escenarios siguientes:
- Batería de bajo coste
- FV de bajo coste
- Escenario de alto coste de gas natural y batería de bajo coste
- Carbono cero
Incluso el escenario de referencia incluye una gran cantidad de energía eólica y solar: el 20,4% y el 28,8% de toda la electricidad estadounidense, respectivamente. Las proyecciones de generación solar fotovoltaica entre los cinco escenarios van desde un mínimo del 28,8% hasta un máximo del 46% en el escenario de alto coste de gas natural y bajo coste de baterías.
Curiosamente, el escenario de Carbono Cero predice el tercer total más alto de energía solar de los cinco escenarios, con un 33,4%. La energía solar se complementa con el mayor volumen de energía eólica en este escenario, con un 37,3%.
La capacidad de almacenamiento de energía oscila entre 213GW y 932GW, con una duración media de 4,7 a 6,5 horas. El gráfico siguiente muestra el despliegue de este volumen en potencia, con su duración horaria especificada por colores. A medida que pasa el tiempo, vemos que las baterías de mayor duración -y con diferencia el mayor volumen total de producto- se instalan en la década de 2040, a medida que nos acercamos al año final del análisis, 2050.
El volumen total de almacenamiento en las baterías oscila entre 1,3 TWh y algo más de 6,0 TWh en el escenario de 94% de electricidad renovable y carbono cero.
Hace varios años, otro grupo de investigadores sugirió que Estados Unidos podría llegar al 80% de energía eólica y solar con aproximadamente 5,4 TWh de almacenamiento de energía.
Los investigadores revelaron algunos matices entre los distintos escenarios. Por ejemplo, el escenario de Carbono Cero da lugar a una gran cantidad de recortes de la energía eólica y solar durante casi las 24 horas del día, todo el año. Esto hace que las baterías se utilicen menos que en otros escenarios, ya que la eólica y la solar están siempre en funcionamiento y, por su naturaleza de sobreproducción, satisfacen la demanda de la red con frecuencia.
Además, a medida que crecen los volúmenes de renovables, queda claro que las necesidades de carga del almacenamiento se alinean más con las curvas de generación de la energía solar, debido a la previsibilidad diaria de la misma. El informe señala que a menudo la energía eólica sobregenera durante días, mucho más que las duraciones horarias de almacenamiento de energía consideradas para este documento.
Un resultado esperado era que, aunque el factor de capacidad del almacenamiento de energía es relativamente bajo en todos los escenarios -el tiempo real de producción de electricidad es sólo del 10% al 20%-, su factor de capacidad superaba el 75% durante las 10 horas de carga neta más importantes en todos los escenarios y años.
Los autores comparan estos factores de capacidad y la técnica de utilización de las baterías con un análisis reciente de los generadores de turbinas de combustión en Estados Unidos -a menudo denominados plantas de pico- que tenían un factor de capacidad medio del 11% en 2019. Señalaron varios beneficios clave que el almacenamiento de energía proporcionó más allá de simplemente ofrecer electricidad bajo demanda.
En promedio, el almacenamiento de energía aumentó las tasas de utilización de las líneas eléctricas.
Sin embargo, estas tasas de utilización variaron ampliamente dependiendo de la ubicación. En algunas regiones se produjo un mayor uso de las líneas eléctricas, ya que estas localidades exportaron más energía de la que utilizaban. Las zonas con un fuerte equilibrio local entre la generación, el almacenamiento y la demanda registraron una menor utilización de las líneas eléctricas, ya que se importó o exportó poca energía.
Por supuesto, el hecho de que el almacenamiento fuera capaz de cargarse con la sobregeneración eólica y solar en los escenarios de Carbono Cero fue su mayor beneficio. También se vio que el almacenamiento diurno -12 horas de producción y más- tiene una oportunidad cada vez mayor a medida que se llega a 2050 y se aproxima el 100% de electricidad limpia. El almacenamiento a largo plazo no se analizó en este informe, pero podría serlo en futuros documentos del NREL.
Como curiosidad, actualmente se pueden comprar 3,08 GWh de Megapacks Tesla por algo más de 1.000 millones de dólares. A estos precios, 6 TWh costarían unos 2 billones de dólares. El producto interior bruto de Estados Unidos en 2021 era de unos 23 billones de dólares.
Noticia tomada de: pv magazine / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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