Energetica. Abril 2022

Acumulación energética distribuida: una clave para la transición al sistema eléctrico basado en renovables La transición hacia un sistema eléctrico cuyomix energético sea 100% renovable es un objetivo que requiere resolver algunas dificultades. Una de ellas es la variabilidad del recurso eólico y solar, y a causa de ello, de la generación. Es sabido que la estabilidad de la red requiere la igualdad entre generación y demanda en cada momento. Esto se hace actualmente mediante un conjunto de herramientas, la principal de las cuáles es la regulación de la producción por una serie de centrales para seguir la evolución de la demanda. Son centrales fácilmente gestionables, como las de ciclo combinado de gas. * El factor de capacidad es el cociente entre la energía generada por la central eléctrica durante un período de tiempo y la energía generada si hubiera trabajado a plena potencia durante ese mismo período. ** A modo de comparación, el consumo anual de electricidad en España en 2020 ha sido de 250.000 GWh JAVIER CARROQUINO DOCTOR INGENIERO. DIRECTOR DE TECNOLOGÍA Y ESTRATEGIA EN INTERGIA E sta es una de las causas del alto cos- te de la energía, por la dependencia energética de un combustible impor- tado y actualmente caro. Otra de las dificulta- des a resolver es la estabilidad en frecuencia, actualmente basada en el funcionamiento de generadores consistentes en máquinas rotativas, que estabilizan la frecuencia a 50 Hz. Ambas cosas, gestionabilidad de la pro- ducción y estabilización en frecuencia, no son actualmente proporcionadas por las tecnologías de generación renovable mayo- ritarias, la eólica y la fotovoltaica. La estabi- lización basada en generadores eólicos está en vías de solución 1 , así como métodos ba- sados en acumulación y electrónica de po- tencia 2 . En este breve escrito abordaremos únicamente la primera dificultad, la casación de oferta y demanda. Se leen a menudo opiniones sobre la su- puesta imposibilidad de efectuar la casación de oferta y demanda en un sistema con ge- neración 100% renovable. También se dice que su factor de capacidad* es bajo. Estas afirmaciones, que hubieran sido ciertas con la tecnología de hace unos años, sólo se pue- den sostener desde un desconocimiento del estado del arte de la generación renovable y las tecnologías asociadas. El primer aspecto a reseñar es que en el mix de tecnologías de generación renovable no se limita a la eóli- ca terrestre o la solar fotovoltaica. También están la gran hidráulica y la biomasa (gestio- nables), la eólica marina (cuyo perfil y factor de capacidad son mejores que los de la te- rrestre), la termosolar de concentración (ca- paz de generar también durante la noche), la geotérmica y las energías marinas (de perfil estable). En segundo lugar, la generación re- novable puede y debe sobredimensionarse, por lo que existirá energía excedentaria. Para sustituir 1 GW de generación fósil se pueden utilizar, por ejemplo, 3 GW de generación re- novable, sin que ello signifique un problema de recursos ni de rentabilidad. Con los pre- cios de las tecnologías actuales, ni los costes de inversión ni los de operación van a ser su- periores. Si a todo esto se añade la gestión inteligente de la red, incluyendo la gestión de la demanda y de la acumulación, el pro- blema de ofrecer seguridad y estabilidad de suministro en un entorno 100% renovable puede ser técnicamente resuelto. La acumulación en el nuevo modelo energético Mirando al sistema eléctrico en su conjunto, el nuevo paradigma va a presentar cambios importantes. Por su naturaleza, la genera- ción renovable puede ser distribuida y, en muchos casos, ubicada junto a los puntos de consumo. Igualmente la acumulación. La red de distribución, las microrredes y la acu- mulación van a ganar protagonismo. Las estaciones de bombeo, conectadas a la red de transporte, pueden llegar al orden del GW. Las baterías eléctricas van a integrarse en la generación, distribución y consumo. Allí se- rán gestionadas de forma inteligente a través de dispositivos de electrónica de potencia. Las ventajas que va a aportar la acumulación distribuida son considerables. Las líneas de transporte y distribución estarán menos so- brecargadas y a la vez mejor aprovechadas, mientras que las pérdidas de transporte y sus costes asociados se verán reducidos. No se puede olvidar que los vehículos eléc- tricos van a conectarse a la red, no sólo du- rante sus períodos de carga, sino que muchos de ellos estarán gran parte del día o durante la noche conectados al circuito eléctrico de la vivienda. Para dar una idea de su magnitud, electrificar el parque actual de turismos en Es- paña supondría un consumo anual aproxima- do** de 62.000 GWh y sus baterías totalizarían más de 1.500 GWh de capacidad. Parte de esa acumulación podrá ser gestionada 3 . El otro gran consumo que se va a incorporar al sistema eléctrico es la producción de hi- drógeno verde. El objetivo gubernamental de España es disponer en 2030 de 4 GW de po- tencia instalada de electrolizadores. Se trata de una demanda gestionable, que podrá ren- tabilizarse consumiendo los excedentes de la generación renovable. Las baterías eléctricas en la acumulación distribuida Actualmente se están utilizando baterías de Li-ion para acumulación tanto en la red eléc- trica como en los sistemas de autoconsumo. Sin embargo, las baterías basadas en litio son idóneas para el vehículo eléctrico, lo que pro- bablemente absorberá de forma masiva su producción, elevando además sus precios. Entre las tecnologías que pueden llegar a implantarse en un futuro próximo como acu- mulación distribuida se encuentran las bate- rías de flujo 4 . En ellas, la potencia y la energía pueden dimensionarse independientemen- te, ya que los electrodos y los electrolitos se solar fotovoltaica 38 ENERGÉTICA XXI · 215 · ABR 22