Nuevas innovaciones de antiguas tecnologías: sistemas para el almacenamiento de energía renovable
Nuevas innovaciones de antiguas tecnologías: sistemas para el almacenamiento de energía renovable
Enel valora la importancia de las tecnologías de almacenamiento de energía renovable. Descubrimos el alto impacto potencial que supone actualizar viejas tecnologías y las oportunidades de inversión para las empresas emergentes.
- Las empresas innovadoras están rediseñando las tecnologías de almacenamiento de energía para lograr una red más sostenible.
- La inversión en el almacenamiento de energía de larga duración (LDES) es clave para el desarrollo de las energías renovables.
- En la carrera por los sistemas de almacenamiento de energía renovable, las empresas emergentes no deben pasar por alto el gran potencial de mejora de las tecnologías existentes, como es el caso de la hidroeléctrica de bombeo.
No hay duda de que un futuro sostenible depende en gran parte de las energías renovables, y la inversión debe ponerse al día. Según la AIE, el mundo debe triplicar la inversión en energías limpias de aquí a 2030 para frenar el cambio climático. Los sistemas de almacenamiento de energía renovable son una parte fundamental de esta inversión.
Aunque las innovaciones en materia de almacenamiento de energía han ido aumentado, dos de los sistemas más comunes han demostrado su capacidad energética a lo largo de los años: la energía hidroeléctrica de bombeo y las baterías electroquímicas. Ahora, estos dos protagonistas se están actualizando día a día.
Enel quiere profundizar en las nuevas innovaciones de las antiguas tecnologías para demostrar que la innovación no siempre significa reinventar la rueda. Las empresas emergentes pueden mejorar las tecnologías existentes para responder a las necesidades de un futuro sostenible.
¿Por qué es importante invertir en el almacenamiento de energías renovables?
A menudo cuesta más almacenar la energía que producirla. Por ello, aunque las fuentes renovables como la solar y la eólica son más baratas que el carbón y el gas, su almacenamiento es más caro que el de los combustibles fósiles. Además, las fuentes de energía renovables tienden a fluctuar: mientras que el carbón se puede quemar siempre que se quiera, no se puede controlar cuándo sale el sol o sopla el viento. Es imprescindible un almacenamiento barato, eficiente y renovable.
El almacenamiento de energía de larga duración (LDES) es un sistema que puede almacenar energía durante más de 4-8 horas, y es crucial para desarrollar una red que pueda funcionar con fuentes de energía renovables intermitentes. Esto es importante para el medioambiente y para la inversión. Un estudio de McKinsey estima que, para 2040, el despliegue de las LDES podría suponer una disminución de entre 1,5 y 2,3 gigatoneladas de CO2 equivalente al año, es decir, entre el 10% y el 15 % de las emisiones actuales del sector eléctrico. Solo en Estados Unidos, el LDES podría reducir el coste global de conseguir un sistema eléctrico totalmente descarbonizado en unos 35.000 millones de dólares anuales de aquí a 2040.
La carrera por desarrollar sistemas innovadores de almacenamiento de energía está en marcha y no faltan contrincantes, como los volantes de inercia, la energía térmica, el aire comprimido y los sistemas mecánicos, por nombrar algunos. El problema es que ninguna de estas tecnologías cumple todos los requisitos: bajo coste, escalabilidad y eficiencia energética.
Mientras algunas empresas buscan nuevas formas de almacenar energía de forma sostenible, otras buscan formas de mejorar las tecnologías existentes. Dos de ellas -la hidroeléctrica de bombeo y las baterías electroquímicas- ya han demostrado su capacidad de almacenamiento de energía. Ahora, es el momento de mejorarlas.
Almacenamiento de energía renovable n.º 1: hidroeléctrica de bombeo
El almacenamiento hidroeléctrico por bombeo es realmente el héroe no reconocido de LDES. En 2021, el almacenamiento hidroeléctrico por bombeo representaba el 96 % de la capacidad mundial de almacenamiento de energía y el 99 % del volumen mundial de energía almacenada, y se espera que las cifras sigan creciendo. Según la IAE, el almacenamiento hidroeléctrico por bombeo representará más de la mitad de la nueva capacidad hidroeléctrica en Europa de aquí a 2025, lo que desempeñará un papel fundamental en la descarbonización del sistema eléctrico y en la reducción de la demanda de energía.
Aunque el almacenamiento hidroeléctrico por bombeo puede parecer una tecnología innovadora, estos sistemas existen desde la década de 1980. Esta tecnología se basa en dos embalses a diferentes alturas; una vez que el agua se bombea desde el embalse inferior al superior, vuelve a fluir hacia el embalse inferior, haciendo girar las turbinas para generar electricidad.
El almacenamiento hidroeléctrico por bombeo es tan popular porque es a gran escala, rentable y sostenible. Sin embargo, también tiene algunos inconvenientes. En primer lugar, no es un sistema completamente eficiente: solo se recupera alrededor del 80 % de la energía desde que se bombea hasta que se libera. En segundo lugar, tiene complicaciones geográficas. Los sistemas de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo suelen construirse en ríos o cerca de ellos, y a veces en mares, lo que significa que no todos los lugares son adecuados. Cuando lo son, suelen ser caros y difíciles de construir. Es difícil imaginar un sistema hidroeléctrico de bombeo con extensos lagos en entornos urbanos como Nueva York o Roma. Las empresas emergentes que innoven para superar estos retos de escalabilidad y accesibilidad obtendrán una ventaja competitiva en el mercado.
Almacenamiento de energía renovable n.º 2: baterías electroquímicas
Es difícil hablar del almacenamiento de energía sin hablar de las baterías electroquímicas. Aunque las baterías han sido un elemento básico de almacenamiento de energía durante décadas, eso no significa que el interés por ellas esté disminuyendo. Por el contrario, se prevé que el mercado de almacenamiento de energía en baterías alcance los 31 200 millones de dólares en 2029. Aunque las baterías de iones de litio son muy eficientes y se han abaratado mucho en los últimos años, siguen planteando importantes riesgos medioambientales y también para la cadena de suministro. Entre las tecnologías electroquímicas, existen alternativas innovadoras y sostenibles: las baterías de flujo redox de hierro y las baterías de metal/aire.
La revista MIT Technology ha citado las baterías de hierro como una de las diez tecnologías más innovadoras de 2022. En lugar de depender del cobalto, como lo harían las de litio, las baterías de hierro se fabrican con materiales seguros, baratos y sostenibles -hierro, agua, sal y aire-, lo que significa que son escalables. Se prevé que solo cuesten 20 dólares por kilovatio-hora, lo que representa aproximadamente una quinta parte del precio de las baterías de iones de litio.
Por supuesto, las baterías de hierro no están exentas de problemas: suelen ser menos eficientes energéticamente que sus homólogas químicas tradicionales, lo que significa que parte de la energía que se guarda en su interior se pierde. Aun así, son más duraderas. Mientras que las baterías químicas convencionales pueden durar entre 7 y 10 años, las de flujo de hierro podrían durar 20 años o más.
Enel colabora actualmente con dos empresas que están desarrollando este apasionante potencial de red. ESS ha desarrollado un diseño de electrodos y sistemas de control patentados que convierten estas baterías de flujo redox de hierro de larga duración en unas de las más duraderas, eficientes y sostenibles del mercado. Junto con Enel Green Power España, están instalando estas baterías en un parque solar en España para transformar la red local. Form Energy también está desarrollando una batería de metal/aire de muy bajo coste y larga duración para almacenar energía sostenible. En colaboración con Enel, su objetivo es diseñar una red eléctrica totalmente renovable con cero emisiones de CO2.
Almacenamiento de energía renovable n.º 3
Si eres una empresa emergente, un emprendedor o un inversor apasionado por la sostenibilidad, el almacenamiento de energía renovable es el nicho adecuado para ti. La energía hidroeléctrica bombeada y el almacenamiento en baterías de flujo de hierro son solo algunas de las muchas oportunidades de crear un impacto positivo en el mundo.
Enel Open Innovability® está aquí para ayudarte en esta aventura. Buscamos constantemente nuevas formas de construir un futuro sostenible. Si tienes una idea para los sistemas de almacenamiento de energía renovable, echa un vistazo a estos dos retos:
- Sistemas para el almacenamiento de energía. Buscamos nuevas tecnologías, arquitecturas y estrategias de control sostenibles para reducir los costes de almacenamiento de energía y mejorar la forma de construir, operar y mantener nuestras plantas de almacenamiento de energía.
- Tecnología para la energía renovable. Este reto consiste en mejorar las tecnologías existentes, incluida la integración de la energía renovable en entornos antropizados y el uso de nuevos recursos renovables.
Recuerda que la innovación no siempre tiene que ser algo completamente nuevo. Las empresas que están modificando los sistemas existentes, como la hidroeléctrica de bombeo y las baterías electroquímicas, están dando pasos importantes hacia la creación de una red energética más sostenible. Si tienes una idea con un potencial similar, ¡únete a nosotros hoy mismo!