Sin almacenamiento, no puede haber una transición energética efectiva.
por Frank Thelen | 29.03.2020
El cambio energético es un asunto que le interesa a Freigeist.
Salvar nuestro planeta mediante la innovación tecnológica es una de las principales áreas de inversión de Freigeist. Además de las soluciones novedosas en el ámbito de la movilidad, como Lilium Aviation, llevamos bastante tiempo analizando todo el sector energético: empezando por los enfoques innovadores de la producción de energía y terminando con el almacenamiento de energía, así como la gestión eficiente de la misma.
El consumo mundial de energía ha aumentado drásticamente en las últimas décadas y se espera que aumente otro 30% para 2040. Las razones son el aumento de la población, la creciente tecnologización y el incremento de la urbanización. Se espera que el consumo de electricidad, en particular, aumente drásticamente en los próximos años, representando el 40% del crecimiento del consumo de energía final para 2040.
El impacto de nuestro creciente consumo de energía en el clima es dramático y ya estamos empezando a ver lo que el cambio climático significa para los ecosistemas, las economías y las sociedades.
Tenemos que darnos cuenta por fin de la magnitud de este problema y encontrar formas de reducir las emisiones de carbono y detener el cambio climático. Un factor crucial para ello y para un futuro sostenible es la transición energética, la transición a las energías renovables.
¿Por qué necesitamos almacenamiento?
Las fuentes de energía renovables, como la eólica y la solar, son muy "limpias", pero siguen teniendo lo que Bill Gates denominó "problema de fiabilidad". Las condiciones meteorológicas fluctúan. El viento para las turbinas eólicas sopla independientemente de la demanda de electricidad y el sol para la energía solar también brilla o no, independientemente de cuándo sea la mayor demanda de electricidad. En consecuencia, el suministro de energía eólica y solar también es volátil y, por tanto, "poco fiable".
Por lo tanto, necesitamos tecnologías que permitan la flexibilidad para satisfacer la demanda de forma fiable las 24 horas del día con electricidad procedente de fuentes renovables. Un enfoque prometedor es el almacenamiento de energía, que es ideal para equilibrar las fluctuaciones en el suministro de energía de las energías renovables.
Un estudio reciente estima que se necesitarán unos 15.000 TWh de capacidad de almacenamiento de energía para 2050 si queremos pasar a una energía 100% renovable en todo el mundo. Para Europa, la capacidad de almacenamiento necesaria sería de unos 2.250 TWh. La mayor parte de la capacidad restante necesaria provendría del noreste de Asia (unos 5.000 TWh) y del sur de Asia (unos 3.000 TWh). Aunque probablemente sea difícil realizar una transición del 100% a las energías renovables, la capacidad de almacenamiento necesaria es enorme.
En 2015, sin embargo, la capacidad mundial de almacenamiento fue de solo 29 TWh, en su mayoría procedentes de centrales de bombeo. Esto es sólo el 0,2% de lo que necesitaremos en 2050.
Existen diversas áreas de aplicación para el almacenamiento de energía, de las cuales las dos más importantes son la integración de las energías renovables y las aplicaciones de estabilidad de la red.
El almacenamiento de energía permite integrar las energías renovables
La energía solar y la eólica son volátiles en diferentes momentos del día y del año. El fenómeno diario de que las horas de mayor demanda de electricidad y las horas de mayor generación a partir de renovables no coinciden se conoce, entre otras cosas, como la "curva del pato californiano". Mientras que la generación de energía solar es más alta hacia el mediodía, la demanda de electricidad es mayor en las horas de la tarde.
La "curva del pato californiano" muestra la demanda neta de electricidad procedente de fuentes no renovables en California, en función de la hora del día, si la demanda de electricidad procedente de fuentes renovables (en este caso la energía solar) se inyecta completamente en la red. Se observa que la demanda de electricidad procedente de fuentes no renovables desciende mucho en torno a las horas del mediodía, ya que la generación a partir de la energía solar es entonces muy elevada. En general, esto muestra el peligro de la sobreproducción en las horas del mediodía cuando se observa la oferta total. A partir de las 15.00 horas, se observa un aumento muy pronunciado de la demanda de electricidad procedente de fuentes no renovables, que alcanza su punto máximo en las horas de la tarde. Cuanto mayor sea la cuota de energía solar, más pronunciado será este aumento repentino de la demanda de electricidad procedente de otras fuentes en las últimas horas de la tarde. Este cambio abrupto en la demanda de electricidad y, en consecuencia, en el suministro de energía en muy poco tiempo para satisfacer el cambio en la demanda es extremadamente estresante para la red eléctrica.
