El almacenamiento de energía de larga duración se podría desplegar en todo el mundo de 1,5 a 2,5 TW y de 85 a 140 TWh para 2040. Esto supondría energía renovable para eliminar las 1,5-2,3 Gt de CO2 producidas anualmente a partir de combustibles fósiles para hacer frente a los desequilibrios energéticos de la red, el equivalente al 10-15% de las emisiones totales en el sector energético actual. En concreto, cubriría alrededor del 10% de la electricidad global consumida, requeriría entre 1,5 y 3 billones de dólares de inversión, y representaría entre cuatro y siete veces el total de TWh de despliegue global de iones de litio en la actualidad, y entre cinco y 11 veces la inversión total en energía renovable en 2020.
Es la principal conclusión del primer informe anual del Consejo LDES, titulado ‘Net-zero power. Long duration energy storage for a renewable grid’, sobre la necesidad de un almacenamiento de energía de larga duración para alcanzar las emisiones netas de carbono cero. La escala de estos números refleja el papel central que puede desempeñar esta tecnología en el equilibrio del sistema energético.
El almacenamiento de energía de larga duración
LDES (Long Duration Energy Storage, LDES por sus siglas en inglés) se define como cualquier tecnología que pueda desplegarse de forma competitiva para almacenar energía para períodos prolongados y que se pueda ampliar económicamente para sostener el suministro de electricidad, durante varias horas, días o incluso semanas, con el potencial de contribuir significativamente a la descarbonización de la economía. Este tipo de almacenamiento de energía se puede lograr a través de muy diferentes enfoques, incluidos el almacenamiento mecánico, térmico, electroquímico o químico.
Este informe se centra en el papel de las nuevas soluciones LDES en los sistemas de energía eléctrica. En primer lugar, examina las características de las tecnologías y cómo pueden adaptarse para ayudar a gestionar los problemas estructurales en la industria. Después analiza los costos de LDES, cómo puede desarrollarse esta tecnología a medida que la industria madura, y cómo se comparan con los de otras tecnologías que se puede utilizar para gestionar la oferta y la demanda, como baterías de iones de litio e hidrógeno.
Consejo LDES
Con 24 miembros fundadores, y para ofrecer orientación a los gobiernos y los operadores de la red, el Consejo de Almacenamiento de Energía de Larga Duración (Long Duration Energy Storage Council, LDES por sus siglas en inglés) se lanzó recientemente en el marco de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP26) con el objetivo de reemplazar el uso de combustibles fósiles. El informe, basado en una amplia investigación y la colaboración de los miembros del Consejo y de McKinsey & Company, destaca la necesidad de escalar las tecnologías LDES durante los próximos 20 años para habilitar un sistema de energía neta cero. La publicación muestra que, en un escenario así, el mercado total para LDES tiene el potencial de alcanzar una escala de entre 1,5 y 2,5 TW para 2040.
La generación de energía renovable es impredecible debido a la naturaleza de la energía eólica y solar, mientras que el consumo de energía experimenta picos diarios en las primeras horas de la mañana y en la noche. Este contexto provoca períodos de escasez en el suministro de electricidad que actualmente se resuelve en gran medida mediante la quema de combustibles fósiles, especialmente el gas natural.
Las baterías de iones de litio ofrecen una solución alternativa al almacenar electricidad renovable, pero se vuelven demasiado caras para períodos de almacenamiento prolongados que superan las ocho horas. De esta forma, el Consejo LDES se ha formado para apoyar a los gobiernos, los operadores de redes y los principales usuarios de electricidad en la adopción más rentable del almacenamiento de energía para reemplazar el uso de combustibles fósiles.
Impulso de las tecnologías LDES
Las tecnologías LDES están atrayendo el interés de gobiernos, empresas de servicios públicos y operadores de transporte, y la inversión en el sector está aumentando rápidamente. En concreto, el almacenamiento de energía de larga duración ha incrementado su impulso con más de 3.000 millones de dólares invertidos en proveedores de tecnología en los últimos cinco años.
Según el informe, en un futuro cercano, generar el impulso para alcanzar el cero neto requerirá 1 TWh de capacidad para ser desplegado a nivel mundial para 2025 con una inversión de más de 50.000 millones de dólares. A nivel mundial, solo existe alrededor del 7% de esta capacidad de almacenamiento requerida en la actualidad.
Alcanzar las cifras señaladas en el informe requiere una significativa reducción en el costo de las tecnologías LDES. En este sentido, las proyecciones del Consejo demuestran que son alcanzables y en sintonía con las curvas de aprendizaje experimentadas en otras tecnologías energéticas en el pasado reciente, incluyendo la energía solar fotovoltaica y la eólica.
A su vez, las reducciones de costos dependerán de las mejoras en investigación y desarrollo (I+D) y de los volúmenes en la fabricación, así como la implementación total de LDES estará estrechamente relacionada con la tasa de descarbonización del sector energético y el despliegue de generación de energías renovables.
Si bien las tecnologías LDES aún son incipientes, el despliegue podría acelerarse rápidamente en los próximos años. El informe prevé una potencia de 30 a 40 GW y 1 TWh de energía capacidad instalada para 2025 bajo un rápido escenario de descarbonización. Sin embargo, el documento también destaca que antes de que se alcancen estos objetivos, se requerirá la acción de los gobiernos para ayudar a reducir costos, movilizar la inversión necesaria y crear señales de mercado que permitan a los inversores obtener una rentabilidad atractiva en LDES.
Acciones potenciales
El informe propone algunas acciones a los formuladores de políticas y actores de la industria para permitir que las LDES alcancen su potencial como parte de la descarbonización mundial. En concreto, establece tres acciones potenciales para impulsar el almacenamiento de energía de larga duración.
Por un lado, la planificación del sistema a largo plazo podría ayudar a atraer niveles adecuados de inversión privada: con planificación nacional inicial para optimizar la combinación de capacidad, la infraestructura de la red y el almacenamiento; con objetivos claros de energías renovables para crear demanda de almacenamiento de energía y proporcionar visibilidad a los inversores; y con la coordinación internacional para mejorar esfuerzos en todos los mercados y regiones.
La segunda área clave de acción se basa en el soporte para las primeras implementaciones y capacidades de ampliación para reducir la barrera de entrada y el riesgo de los inversores: con programas de apoyo dedicados para alcanzar la reducción de costos y la prueba de nuevos mecanismos; esquemas de apoyo específicos como energías renovables y licitaciones LDES; y el soporte para la fabricación y el suministro para aumentar la escala y reducir el gasto de capital.
Finalmente, la tercera acción potencial se basa en la creación de mercado para garantizar la rentabilidad financiera durante la vida útil de los activos: mecanismos y diseños de mercado para asegurar la compensación por provisión de flexibilidad; y habilitar la regulación para facilitar la adopción de LDES.
Conclusión
El informe ‘Net-zero power. Long duration energy storage for a renewable grid’ demuestra que el almacenamiento de energía de larga duración puede desempeñar un papel crucial para la descarbonización el sector energético, permitiendo una vía para limitar el aumento de las temperaturas a 1,5 °C como se establece en el Acuerdo de París.
La tecnología LDES puede ofrecer la flexibilidad y estabilidad del sistema necesarias para integrar una participación renovable cada vez mayor en la generación de energía, con su variabilidad inherente, y a un costo manejable. Las previsiones se cumplirían si se toman medidas a corto o medio plazo para crear las condiciones adecuadas para el desarrollo de un mercado de LDES, y estimular la inversión temprana.
El Consejo LDES subraya que los gobiernos deben establecer un ecosistema, incluida la planificación a largo plazo, con incentivos económicos y el diseño de mercado apropiado. Las recomendaciones propuestas en el informe están diseñadas para poner en marcha un mercado que pueda respaldar los objetivos de descarbonización.