El almacenamiento de energía incrementa la eficiencia de las renovables

Central solar sevillana que produce electricidad incluso de noche.

Central solar sevillana que produce electricidad incluso de noche.

Un inconveniente de algunas energías renovables es su disponibilidad variable (o sea, que no están siempre disponibles). Un estudio científico realizado en Corea del Sur ofrece cifras sobre cómo los sistemas de almacenamiento de energía compensan ese inconveniente reduciendo, además, el precio. Estos sistemas de almacenamiento tienen dos ventajas principalmente:

  1. Incrementar la eficiencia bajando el pico de demanda del sistema eléctrico: La energía almacenada se usa en el momento de mayor demanda eléctrica, de forma que el efecto es similar a reducir ese pico de demanda.
  2. Reducir la cantidad extra de potencia renovable a instalar para compensar la variabilidad de las renovables: Las principales renovables, sol y viento, varían a lo largo del día. Un sistema de almacenamiento permite guardar energía cuando se produzca de más, y usar la energía almacenada cuando se requiera.

Los sistemas de almacenamiento de energía permiten utilizar mayor cantidad de energía renovable. Esto implica reducir costes, ya que las renovables son más baratas. En el caso de España, además, esto facilitaría el cierre de las centrales nucleares pues, como es sabido, estas frenan el uso y expansión de las energías renovables. Por ejemplo, las nucleares obligan a parar los aerogeneradores en ciertos momentos.

Embalse de Villaverde (Málaga) en el Salto de la Encantada, una de las centrales hidroeléctricas reversibles más grandes de España.

Embalse de Villaverde (Málaga) en el Salto de la Encantada, una de las centrales hidroeléctricas reversibles más grandes de España. Haz click para ver más datos y fotos.

Por supuesto, los sistema de almacenamiento tienen un coste, pero estos científicos concluyen que las baterías han bajado tanto su precio que ya son rentables. Además, existen otros métodos de almacenamiento de energía que pueden ser incluso más baratos y ecológicos que el uso de baterías específicas, como por ejemplo:

  • Centrales hidroeléctricas reversibles: Consisten en subir agua a un pantano superior cuando hay electricidad sobrante y dejarla caer para producir electricidad cuando hace falta. En España hay algunas y son muy rentables.
  • Métodos térmicos: La central solar de Gemasolar en Sevilla usa sales fundidas para almacenar el calor pudiendo así producir electricidad solar durante 15 horas sin sol (de noche o en días nublados). Hay otras técnicas, como los sistemas que producen hielo como almacén de energía, recuperando dicha energía en forma de refrigeración cuando la energía eléctrica está más cara.
  • Tecnología V2G (Vehicle-To-Grid): Consiste en usar el parque de vehículos eléctricos como un almacenamiento distribuido y por el que se pagaría al propietario de cada vehículo. Esto haría más atractivo este tipo de vehículos que en España están frenados artificialmente (pensemos que Portugal, con menos poder adquisitivo, tiene el triple de coches eléctricos).

El crecimiento de la eólica y la fotovoltaica a nivel mundial ha sido espectacular, salvo en España (por el parón político a las renovables del que tanto se ha quejado la sociedad). Entre 2000 y 2015 la generación de eólica y fotovoltaica crecieron 355 GW y 179 GW respectivamente, y la tendencia no deja de aumentar.

El caso de Corea del Sur es peculiar porque su energía procede históricamente del carbón y de sus dos nucleares, mientras que la eólica y la fotovoltaica son aún residuales (3.8% en 2015). Estos científicos coreanos pretenden fomentar las renovables en su país demostrando con datos su rentabilidad económica. Además, habría que valorar también tanto los beneficios en la salud como en el medioambiente (cambio climático, impacto de la minería del carbón…).

Según este estudio, los beneficios netamente económicos de un sistema de almacenamiento cambian dependiendo del tipo de energía renovable usada. Como era de esperar, un sistema sólo con energía eólica (o sólo con energía solar) se beneficia más del almacenamiento de energía que un sistema mixto eólico-fotovoltaico, pues este último es más estable (tiene menor variabilidad). Resumiendo, la energía fotovoltaica y la eólica se complementan muy bien, pues son escasos los momentos sin sol ni viento y los vientos más fuertes suelen ser de noche.

Así pues, lo óptimo es un sistema mixto eólico-solar bien balanceado y con sistemas de almacenamiento. Esto puede reducir tanto la variabilidad del sistema que los costos de la energía de reserva pueden casi desaparecer (por ejemplo, centrales de carbón encendidas por si fueran necesarias puntualmente). Además, con un sistema bien balanceado se requieren menos sistemas de almacenamiento. Obviamente, esto no es sencillo de diseñar y por eso, el ministerio competente debe estar en manos de expertos y no de meros políticos nombrados por su amor al partido.

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NOTA: Este artículo se publicó en el blog de ielektro, a los que agradecemos la difusión de información ambiental y sobre energías renovables.

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Acerca de Pepe Galindo

Estamos en el mundo para aprender y ayudar y, si es posible, disfrutar. Es autor del libro "Salvemos Nuestro Planeta" (del que hay un resumen en www.resumelibros.tk).
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7 respuestas a El almacenamiento de energía incrementa la eficiencia de las renovables

  1. Beamspot dijo:

    Hola:

    Después de haber leído dos veces esta entrada, la verdad, es que lo menos que puedo decir es que me habéis dejado perplejo: no tiene ni pies ni cabeza, es un sinsentido, un ejemplo de ceguera voluntaria y manipulación supina.

    ¿Es que las baterías son gratuitas?¿Porqué no se hace ningún cálculo sobre el coste y la vida de las mismas?¿Alguien sabe lo que es un ESOI?

    Yo hice un cálculo a ojímetro, y las PowerWall I tan cacareadas y que no vieron nunca el mercado (sólo han salido en masa las PowerWall II), el coste me salía de entre 50 y 80 céntimos por cada KWh que se saque de ellas, más el coste del 1.25KWh que se le debe meter, la mano de obra, los costes de financiación, la amortización de la instalación y el inverter, etc.

    Sólo con eso, el precio ya se dispara.

    Y eso sin contar las estimaciones de capacidad necesaria para todos los casos.

    Si se realizan los cálculo, el precio se dispara, y no poco. Y eso de que los precios de las baterías han caído, me gustaría verlo, porque los precios de las materias primas se han disparado en los últimos dos años, y seguirán en esa tónica. De hecho, el coste de las baterías, en general, se está poniendo demasiado elevado, con lo que las bajadas en el ensamblado de packs, cada vez más exiguas, ya no compensan esta subida.

    Vamos, que si fuese así, no habría lugar a quejarse para nada del impuesto al Sol: con cortarse el contador y el acceso a la red eléctrica, y listo. El impuesto sólo se paga como peaje para hacer eso que pretendéis hacer con las baterías, para las que, además, no hay suficientes materiales en el mundo para fabricar la capacidad necesaria por dos órdenes de magnitud.

    Sin contar con toda la contaminación necesaria tanto para la minería necesaria para dichas baterías y las tierras raras y demás necesarias para las renovables y la muy contaminante fabricación de la electrónica.

    Pero este tipo de realidades es imposible que nisiquiera se las mencione en blogs como este. Igual que el hecho que en China el uso de los coches eléctricos es un 50% más contaminante que hacerlo con un diésel.

    http://crashoil.blogspot.com.es/2017/02/apuntes-sobre-coches-electricos.html
    http://autonomiaybienvivir.blogspot.com.es/2017/06/resuelve-algo-el-coche-electrico.html
    http://autonomiaybienvivir.blogspot.com.es/2017/05/resuelve-algo-el-coche-electrico_22.html

  2. Beamspot dijo:

    Y más:
    http://crashoil.blogspot.com.es/2017/02/apuntes-sobre-la-logistica-en-los.html

    Aunque son una banda de pro-nucleares, y yo soy antinuclear, no por eso su cálculos dejan de ser válidos:

    http://euanmearns.com/grid-scale-storage-of-renewable-energy-the-impossible-dream/

    En realidad, todo esto son castillos en el aire. Lo que proponéis es un error muy grave.

    Dejar la heroína para pasarse a la cocaína no es una solución, el problema de drogodependencia sigue existiendo. Y eso es justo lo que se esta proponiendo al sustituir las contaminantes energías fósiles por las contaminantes tecnologías extractivas que se usan para las renovables eléctricas intermitentes, su imposible gestión, y la razón oculta que pocos se atreven a mencionar del control y la ingeniería social asociada.

    Por supuesto, hay mucho mas. Un ejemplo:

    https://esmola.wordpress.com/2017/11/20/tesladas/

    El final es aclarador. Todas estas propuestas en realidad son un mecanismo de bombeo de riqueza de las clases más desfavorecidas hacia las élites locales, que son las que tienen el espacio y el músculo financiero para meterse en el chiringuito/negocio de las renovables, y encima con ínfulas de superioridad moral.

    Y ese es sólo otro de los lados oscuros, de hecho, la puerta por la que se entra a algunas realidades mucho más tenebrosas que siguen.

    Es hora de afrontar el problema, o la solución se impondrá sola: dejar de consumir.

  3. Pepe Galindo dijo:

    Gracias por tu comentario, con el que estamos de acuerdo en casi todo lo esencial. Primero, decir que el mismo artículo propone otros mecanismos de almacenamiento distintos a las baterías diciendo explícitamente que pueden ser más baratos y ecológicos. Segundo que tus cálculos parecen ser hechos para un particular, mientras que el estudio referido y este artículo están enfocados a países (Corea del Sur en el caso estudiado).

    Por tanto, rechazamos contigo de plano almacenar energía en baterías de forma masiva, pero sí que puede servir para ayudar a fomentar las renovables a nivel estatal. En general, es preferible usar otros métodos de almacenamiento energético.

    Centrándonos en las baterías que es lo que más te interesa, si lees el artículo de esos científicos verás que ellos mismos dicen que las baterías están bajando de precio. Aquí te dejo otra referencia, aunque efectivamente, insistimos en que no es la solución si no se aplica de forma sensata y reduciendo el consumo energético radicalmente:

    • Beamspot dijo:

      Hola:

      No es que las baterías sean mi interés. Ha sido mi campo de trabajo cuando estaba de ingeniero de I+D+i en cochepilas en Nürmberg.

      Que el precio que te ponen vaya a la baja, no significa que los costes no vayan al alza. Según mis cálculos, las baterías de ‘recambio’ de todos los fabricantes de cochepilas están (muy) por debajo del precio de coste, y de lejos.

      Por otra parte, ciertamente el tema del almacenamiento es importante, pero se sigue sin ver el cuadro completo.

      El principal problema es la manía monotemática, casi enfermiza, hacia las renovables eléctricas intermitentes, que secuestran totalmente el debate energético, específicamente cuando lo que necesitamos es OTRO tipo de energías, MAS EFICIENTES (la electricidad es la más ineficiente si se cuenta TODO).

      Renovables, por supuesto, pero NO eléctricas, y de accionamiento directo. Por ejemplo, el ACS, desaparecido de cualquier debate a pesar de ser, de muy lejos, el principal sistema de renovables solares aplicado al mundo (y la mayoría, en China).

      Esta obsesión con la electricidad, como ya han publicado un par de estudios del IPCC (adivina quién los acusa de fosilistas), es una amenaza gravísima contra nuestro ecosistema.

      Otro estudio, también del IPCC si no me falla la memoria, calcula que sólo para producir los biocombustibles para sustituir los CF usados en la actualidad en la aviación (y sólo en la aviación), faltaría comida para alimentar a más de 1000 millones de habitantes de nuestro planeta, tal y cómo está ahora la población y las tierras cultivables (esas que pocos mencionan cuando hablan de cambio climático).

      http://cassandralegacy.blogspot.com.es/2017/10/biofuels-can-they-save-airlines-from.html

      Hace falta cambiar radicalmente de pensamiento, de chip, de cultura, porque este problema es cultural y va mucho más allá de lo que los sacerdotes de la superioridad moral de la fotovoltaica, el cochepilas y Elon Musk su profeta nos están vendiendo.

      Echar una ojeada REAL, como ingeniero electrónico, a la propuesta de smart grids, es ver claramente como lejos de la ‘independencia energética’, lo que se busca es todo lo contrario: la DEPENDENCIA, al poner todos los huevos energéticos en la cesta única de la electricidad, convenientemente custodiada por el ‘contador inteligente’, al servicio de las zorras gemelas del estado y las empresas.

      Otra manera de decir ‘Smart Grid’, es usando su nombre real: cartilla de racionamiento.

      Se pueden sumar otros factores que lo enturbian todo aún más, pero no es el punto.

      A lo que quiero llegar, es que poniendo parches parciales, cambiando lo mínimo NO vamos a solucionar el problema. Necesitamos una enmienda a la totalidad.

      Y como eso es algo que no queremos hacer nunca (la historia es prolífica en ejemplos), iremos quemando los valores de nuestra escala de uno en uno hacia la única solución real: el colapso (que es un proceso de siglos, no un Mad Max).

      Es un problema cultural, sobre todo. Y de TODOS.

      Creo conveniente leer a Tainter, y a Jared Diamond.

      • Pepe Galindo dijo:

        Hola!
        Efectivamente, no podemos pretender que las renovables eléctricas nos salven del colapso. En este blog lo hemos explicado muchas veces. Hay que cambiar el modelo y eso no se va a hacer por los buenos sentimientos de la población ecologista, por mucho que cada vez seamos más. Sería urgente que los políticos se dejaran aconsejar por los científicos y ecologistas. Sin embargo, mientras eso llega cualquier cosa que evite quemar carbón o residuos nucleares, no es un paso inútil.

        Mira, por ejemplo, lo que pasa en Australia.. y lo difunde Jorge Morales, un gran experto eléctrico, como ejemplo a seguir:

  4. Beamspot dijo:

    Interesante el tema este de la batería de Tesla, muy bueno y muy al punto de lo que comento.

    Empecemos por un par de cuentas simples. Este estudio
    http://www.ivl.se/english/startpage/top-menu/pressroom/press-releases/press-releases—arkiv/2017-06-21-new-report-highlights-climate-footprint-of-electric-car-battery-production.html
    dice que por cada KWh de batería, se emiten entre 150 y 200 Kg de CO2, sin contar otros contaminantes, y se gastan entre unos 100 y 200 KWh de energía.

    Esta misma batería dará, como mucho alrededor de 1MWh a lo largo de su vida, con lo que ‘ahorrará’ las emisiones equivalentes de una central eléctrica, que en el caso de una de ciclo combinado, está en los 240 Kg por MWh.

    Claro que si cogemos las emisiones de fabricar la batería, y las dividimos por la cantidad de energía que vamos a extraer de la misma, nos da entre 150 y 200 Kg de CO2 por MWh, es decir, que en el mejor de los casos nos ahorramos un 30%.

    Y eso sin contar que en las emisiones de la batería no se cuenta la instalación de la misma, el cableado, ni el gran contaminante que es el inverter enorme necesario para tales menesteres, con lo que lo más probable es que no nos ahorremos ni un sólo Kg de CO2, más bien es posible que emitamos más.

    Habida cuenta que las baterías del Tesla Model S están en la actualidad en unos 750 MWh/KWh de ESOI, esa estimación es muy optimista, amén de no contar que entre un 10 y un 20% de esa misma energía se va a gastar en ‘fabricar’ su sucesora, con lo que en términos de energía neta, incluso con 1000 ciclos de carga al 100%DoD, en realidad no llegamos a los 800.

    Tampoco se menciona el coste energético de mantener dicha bestia fría, ni del rendimiento real entre la energía que se le mete y la que se le saca, ni del coste de la energía que se le mete.

    Y total, ¿para qué?

    Con unos 128MWh de almacenamiento y 100MW de potencia, está un orden de magnitud por debajo de la potencia habitual de una planta normal de de producción eléctrica, y además en 80 minutos en el mejor de los casos (nueva, fria, y totalmente cargada), menos de 60 al final de su vida útil y en buenas condiciones, ya no queda nada ‘dentro’.

    ¿Que utilidad tiene una batería que en alrededor de una hora de una noche de calma chicha ya no puede dar energía?¿Y con esa potencia, a cuantos hogares?

    Dada la situación de inestabilidad debido al abuso de renovables sin ningún tipo de respaldo (sólo un escasísimo y nunca capaz por limitaciones relativistas enlace de larga distancia), hubo un apagón de 2 días en el sur de Australia.

    Los problemas, cada vez más evidentes de una mala planificación, inversión y aún más descarado caso de incompetencia con un excesivo afán de lucro ya habían puesto en la picota esa apuesta, y el apagón causó mucho revuelo y muchas críticas.

    Esta INUTIL batería sólo sirve a dos causas: aumentar el negocio de Tesla, y apaciguar conciencias mientras se esquiva una vez más, con el clásico movimiento de ‘seguir invirtiendo en patear la pelota calle abajo’, una crisis que deberíamos discutir con tranquilidad y sosiego, pero que causará tarde o temprano una crisis mayor, en peores condiciones, y probablemente tarde para corregir la situación.

    Y para terminar, la cuenta más fácil de todas: la de la vieja.

    A unos estimados 600$/KWh de batería, si de ese mismo KWh sacamos 1MWh al final, resulta que sólo en calidad de almacenamiento la electricidad estará a 500$/MWh. ¿A cuanto está el pool hoy en día?

    Habría que añadir CAPEX (intereses y gastos de financiación), O&M (operación y mantenimiento), supervisión, etc.

    Ni dividiendo su precio por 10 sale la cosa a cuenta: 50$/KWh es lo que se está pagando por la electricidad hoy en día, sólo que en este caso es sólo de batería, que habría que sumarle el precio del 1.25MWh (o más) que se ha metido antes dentro…

    Habida cuenta que es una certeza física que cuanto más barata es la batería, más ligera (mas ‘densidad de energía’) y más corta es la vida, tras 40 años de mejora de las químicas del litio, veo imposible que se mejore no un 1000% que acabo de exponer, ni siquiera un 50%.

    Totalmente imposible además si se quieren cubrir, sólo para Australia, los 6000GWh de almacenamiento que arrojan algunos cálculos más o menos presentables.

    http://euanmearns.com/australia-energy-storage-and-the-blakers-study/

    Con todos estos datos, creo que decir que el almacenamiento abarata el coste de las renovables es, cuando menos arriesgado, por no decir lisa y llanamente una mentira.

    Peor aún: una mentira que nos va a salir muy cara en el futuro, puesto que en realidad el mensaje que transmite es peligroso: tranquilos, no pasa nada, no hace falta hacer gran cosa, ya tenemos la ‘solución’.

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