El mercado del almacenamiento de energía en la red eléctrica está creciendo a un ritmo rápido, impulsado por la caída de los precios y las políticas gubernamentales de apoyo.

Con base en nuestra investigación sobre la operación y los costos de las redes eléctricas, especialmente los beneficios de las nuevas tecnologías, estamos seguros de que el almacenamiento de energía podría transformar la forma en que los propietarios estadounidenses, las empresas y los servicios públicos producen y utilizan energía.

Actos de equilibrio

El almacenamiento de energía en este contexto significa simplemente ahorrar electricidad para su uso posterior. Es como tener un montón de baterías recargables pero mucho más grandes que los de su teléfono celular y probablemente conectados a la red.

Después de un crecimiento medio anual de alrededor del 50 por ciento durante cinco años, la industria eléctrica de EE. UU. instaló un total de 1 gigavatio-hora de nueva capacidad de almacenamiento entre 2013 y 2017, según la firma GTM Research. Eso es suficiente para alimentar 16 millones de portátiles durante varias horas. Si bien esta cantidad de almacenamiento es menos del 0.2 por ciento de la cantidad promedio de electricidad que consume EE. UU., Los analistas predicen que las instalaciones se duplicarán entre 2017 y 2018 y luego seguirán expandiéndose rápidamente en los EE. UU. y en todo el mundo.

Para ver por qué esta tendencia es tan importante, considere cómo funciona la electricidad.

Se necesita un mundo oculto de complejidad y una serie de delicados actos de equilibrio para alimentar hogares y lugares de trabajo porque la red históricamente ha tenido poca capacidad de almacenamiento. Después de generarse en centrales eléctricas, la electricidad generalmente viaja por las líneas eléctricas a la velocidad de la luz y la mayor parte se consume de inmediato.

Sin los medios para almacenar electricidad, las empresas de servicios públicos tienen que producir lo suficiente para satisfacer la demanda las 24 horas del día, incluidas las horas pico.

Eso hace que la electricidad sea diferente a la mayoría de las industrias. Imagínense lo que sucedería si los fabricantes de automóviles tuvieran que hacer esto. En el momento en que compraste un auto un trabajador tendría que sacarlo por la puerta de la fábrica. Las líneas de montaje se acelerarían y desacelerarían constantemente en función de los caprichos de los consumidores.

Suena enloquecedor y ridículo ¿Derecha? Pero los operadores de la red eléctrica básicamente logran esto, equilibrar la oferta y la demanda cada pocos segundos encendiendo y apagando las plantas de energía.

Es por eso que un auge del almacenamiento marcaría una gran diferencia. El almacenamiento crea el equivalente a un almacén para almacenar electricidad cuando es abundante para otras ocasiones en que se necesita.

Poder de estiramiento

El almacenamiento de energía puede ayudar de diversas formas, esencialmente sirviendo como una navaja suiza para las redes eléctricas. Puede ayudar a equilibrar las fluctuaciones de energía a corto plazo, administre la demanda máxima o actúe como respaldo para prevenir o recuperarse de cortes de energía.

Y se puede implementar a cualquier escala y en cualquier punto de la red, desde un pequeño sistema de almacenamiento en el hogar hasta un depósito hidroeléctrico de bombeo lo suficientemente grande como para alimentar una ciudad pequeña. Si bien el almacenamiento en realidad consume un poco de electricidad en lugar de producirla, hace que el negocio de la electricidad sea más eficiente económicamente. A medida que crece el volumen de almacenamiento, esperamos que las redes se vuelvan más estables y flexibles.

El almacenamiento también puede marcar una gran diferencia con la electricidad generada a través de la energía solar o eólica, que solo se puede aprovechar cuando brilla el sol y sopla el viento.

Pero, en general, todavía no es necesario para ese propósito. Si bien esas industrias están creciendo rápidamente, La energía eólica genera solo alrededor del 6 por ciento de la electricidad de EE. UU. y la energía solar menos del 2 por ciento. Actualmente, las redes eléctricas pueden utilizar casi toda esa energía a medida que se produce.

Operadores de cuadrícula, acostumbrados a gestionar la oferta y demanda variable de energía, pueden manejar la imprevisibilidad adicional que obtienen de la energía eólica y solar ahora. Pero como utilidades, las empresas y los consumidores traen más energía renovable en línea, la red puede volverse más difícil de equilibrar sin almacenamiento adicional.

Para estar seguro, Los operadores de plantas hidroeléctricas han estado almacenando energía durante mucho tiempo. Estados Unidos tiene capacidad para almacenar unos 22 gigavatios en energía hidroeléctrica bombeada, alrededor del 2 por ciento de la capacidad de generación de EE. UU. Sin embargo, su dependencia de grandes depósitos de agua, que no se pueden construir fácilmente cerca de los mercados de energía, limita el potencial de crecimiento de esta opción energética.

Competir con el gas natural

Una vez que se amplía el almacenamiento de energía, las empresas de servicios públicos satisfarán la demanda pico más fácilmente con menos capacidad total y menos plantas de energía. Si pueden confiar en el almacenamiento para suministrar energía durante las horas de alta demanda en lugar de construir nuevas plantas de energía, puede ahorrar dinero en todos lados.

Pero el almacenamiento no es el único juego en la ciudad, otras tecnologías ofrecen beneficios similares. Las empresas de servicios públicos pueden instalar nuevas líneas de transmisión o depender de gas natural flexible, que es esencialmente el mayor competidor para el almacenamiento de energía.

La generación de gas natural produce aproximadamente un tercio de la electricidad del país en la actualidad y brinda muchos de los mismos beneficios que el almacenamiento, ya que estas plantas de energía son fáciles de encender y apagar. Los precios relativamente bajos del gas natural, menos de la mitad de lo que eran hace una década debido al hidrodeslizamiento generalizado, Probablemente han ralentizado el crecimiento del almacenamiento de energía hasta ahora.

El gas natural se ha vuelto cada vez más popular para la generación de energía, desplazando la demanda de carbón desde 2000. Pero si el almacenamiento se vuelve lo suficientemente barato, esta ecuación puede cambiar y el almacenamiento podría amenazar la economía de la generación de gas natural.

Ayuda del gobierno y mejores baterías

Una de las razones por las que esta industria está creciendo es que está recibiendo un impulso del gobierno.

California, Maryland, Nueva Jersey y Nevada están subvencionando el almacenamiento, ordenando su adopción o ambos. Una medida similar está pendiente en la legislatura de Hawái.

Y a pesar de los esfuerzos de la administración Trump para maximizar la extracción de combustibles fósiles, El gobierno federal ahora está sentando las bases regulatorias para que la industria del almacenamiento compita directamente en los mercados de energía al por mayor abiertos por primera vez.

Las mejoras en la tecnología han marcado la diferencia, también. Tecnología de batería, liderado por el mismo diseño de iones de litio que alimenta los teléfonos móviles, está dando grandes pasos y es mucho más barato.

Las baterías de iones de litio son responsables de la mayor parte de esta nueva ola de almacenamiento de energía conectado a la red y el componente crítico dentro del número de vehículos eléctricos estadounidenses en rápido crecimiento. Por ejemplo, la batería de iones de litio utilizada en el Tesla Powerwall, un sistema de batería para el hogar, es el mismo que utiliza la empresa en sus vehículos.

Las baterías de litio a escala de red a menudo difieren de las de los automóviles, pero utilizan la misma tecnología básica. El precio de los sistemas de baterías de iones de litio a escala de servicios públicos cayó un 40 por ciento en solo cinco años a alrededor de US $ 1, 200 por kilovatio-hora en 2015 desde aproximadamente $ 2, 100 en 2010 y se espera que sigan cayendo.

El futuro

La red actualmente tiene relativamente poco almacenamiento por la misma razón que solo alrededor de 200, 000 de los 17,2 millones de vehículos que compraron los estadounidenses en 2017 eran eléctricos:hoy es caro.

Los vehículos eléctricos aún no ahorran dinero para la mayoría de los conductores estadounidenses. Pero los expertos del mercado proyectan que la propiedad de vehículos eléctricos costará menos que los vehículos estándar que funcionan con gasolina dentro de una década y seguirá siendo más barata después de eso.

Igualmente, para la red eléctrica, si el almacenamiento se vuelve lo suficientemente barato, su mercado potencial podría expandirse de 1 gigavatio-hora a docenas o incluso cientos de gigavatios-hora.

Si o cuando eso suceda, la energía eólica y solar se volvería más competitiva, desplazando cada vez más tanto al carbón como al gas natural, ahora las dos principales fuentes de energía eléctrica del país. Y este almacenamiento más barato también haría que los vehículos eléctricos fueran más asequibles, reducir la cantidad de gasolina y diésel que consumen los estadounidenses. Las industrias de la electricidad y la automoción operan casi de la misma manera que lo hacían hace 50 años. Pero un mundo de baterías de bajo costo las cambiaría de maneras emocionantes y sin precedentes.

No importa lo que pase, Creemos que el almacenamiento está "preparado para el futuro" porque funciona bien en la red actual y con una amplia variedad de otras tecnologías. Si las industrias eólica y solar mantienen su impulso actual (y probablemente lo harán), el almacenamiento será aún más valioso. Pero si la red va en otra dirección, confiando más en plantas de generación grandes y costosas, por ejemplo, el almacenamiento facilitaría la gestión de los picos de demanda sin exceso de capacidad. Incluso si no podemos decir exactamente cómo será la cuadrícula del futuro, estamos bastante seguros de que el almacenamiento lo mantendrá funcionando de nuevas maneras.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.