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  • ¿Cuánto deben bajar los costos de almacenamiento de energía para alcanzar el máximo potencial de las energías renovables?

    Crédito:Cell Press

    El costo del almacenamiento de energía será fundamental para determinar cuánto puede contribuir la energía renovable a la descarbonización de la electricidad. Pero, ¿hasta dónde deben caer los costos de almacenamiento de energía? En un estudio publicado el 7 de agosto en la revista Joule , Los investigadores del MIT responden a esta pregunta. Cuantifican los objetivos de costos para las tecnologías de almacenamiento para permitir que la energía solar y eólica con almacenamiento alcance la competitividad con otras fuentes de energía bajo demanda. También examinan qué tipos de baterías y otras tecnologías podrían alcanzar estos objetivos.

    "Una de las principales fuentes de incertidumbre en el debate sobre cuánto puede contribuir la energía renovable a la descarbonización profunda de la electricidad es la cuestión de cuánto se puede mejorar el almacenamiento de energía", dice la autora principal Jessika Trancik, profesor asociado de estudios de energía en el Instituto de Tecnología de Massachusetts. "Diferentes supuestos sobre el costo del almacenamiento de energía subyacen a importantes desacuerdos entre varias evaluaciones, pero se sabía poco sobre qué costos serían realmente competitivos y cómo se comparan estos costos con las tecnologías de almacenamiento que se están desarrollando actualmente. Entonces, decidimos abordar este problema de frente ".

    "La cuantificación de los objetivos de costes para el almacenamiento de energía requería una nueva información, "Trancik dice, 'sobre cómo los patrones de suministro de energía renovable, y fluctuaciones en este suministro, comparar con los perfiles de demanda de electricidad. Los eventos de escasez solar y eólica grandes pero poco frecuentes son fundamentales para determinar cuánto almacenamiento se necesita para que las energías renovables satisfagan la demanda de manera confiable. y es importante comprender las características de estos eventos ".

    En el papel, Trancik y sus colegas calcularon los costos de usar el almacenamiento junto con la energía eólica y solar para suministrar varios perfiles de producción de manera confiable durante veinte años. Luego estimaron los objetivos de costos para el almacenamiento de energía que permitirían a las plantas alcanzar la competitividad en costos con las fuentes de electricidad tradicionales. También evaluaron las tecnologías de almacenamiento de energía actuales y futuras frente al objetivo de costo estimado.

    El modelo de los investigadores optimiza los costos de almacenamiento mediante el uso de cualquier combinación de almacenamiento y energía solar y eólica que proporcione el costo de electricidad más bajo. Esto a menudo significa sobredimensionar la capacidad solar y eólica en relación con una salida prevista, para disminuir la cantidad de almacenamiento necesaria.

    El análisis también exploró las características que distinguen varias opciones de almacenamiento. Algunas tecnologías son más adecuadas para almacenar de forma económica grandes cantidades de energía pero emitirlas lentamente, a menor potencia, mientras que otros pueden almacenar de forma rentable cantidades más pequeñas que se pueden descargar rápidamente a alta potencia. Entonces, el modelo necesitaba capturar estas diferencias, Trancik dice.

    La investigación encontró que las tecnologías con costos de capacidad de almacenamiento de energía por debajo de $ 20 / kWh podrían permitir energía de carga base competitiva en costos que esté disponible todo el tiempo durante un período de veinte años. aunque este objetivo varía con el perfil de salida del objetivo y la ubicación. Descubrieron que los costos de la electricidad responden más a los costos de la capacidad de almacenamiento de energía que a la capacidad de energía.

    La investigación mostró que "es fundamental reducir los costos de los materiales y la fabricación que contribuyen al costo de la capacidad de almacenamiento de energía, "Trancik dice." El objetivo numérico que estimamos, que varía con la ubicación, podría significar una caída del 90 por ciento en los costos de almacenamiento en relación con las tecnologías actuales. Es una gran caída, pero algunas tecnologías tienden a mejorar mucho, como hemos visto en el caso de los paneles solares, por ejemplo."

    "Sin embargo, y lo más importante, hay otro factor que podría elevar considerablemente este objetivo y permitir que tecnologías más caras almacenen energía renovable de forma rentable, que consiste en utilizar tecnologías complementarias durante un pequeño porcentaje del tiempo, ", Dice Trancik. Permitir que el sistema de energía renovable no satisfaga la demanda de solo el cinco por ciento de las horas durante un período de veinte años puede reducir a la mitad el costo de la electricidad renovable, los investigadores informan.

    "El truco consiste en averiguar cómo suministrar electricidad durante el 5% de horas restante. Ahí es donde debemos centrar nuestros esfuerzos. Esto podría lograrse potencialmente con tecnologías de generación suplementarias, o quizás gestión del lado de la demanda, ", Dice Trancik. La expansión de la red de transmisión de electricidad también podría ayudar a mitigar las fluctuaciones del suministro de energía renovable, ella dice.

    El equipo está explorando opciones para tecnologías complementarias de bajo costo y bajas emisiones de carbono. También están trabajando para modelar cómo ciertas direcciones de investigación y economías de escala pueden ayudar a reducir los costos de las tecnologías de baterías.


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