Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías se usan para múltiples fines, lo que los ha llevado a convertirse en eje central del ecosistema de almacenamiento. Pero las baterías tienen un ciclo de vida determinado, al que se suma su degradación por el uso. ¿Qué se está haciendo para mejorar estos inconvenientes? ¿Veremos pronto otro tipo de baterías más duraderas? ¿Y más baratas? La respuesta es: sí, y llegará, en parte, de la mano de las baterías de estado sólido, que han captado la atención de la industria y los investigadores debido a su potencial para ofrecer una mayor densidad de energía, tiempos de carga más rápidos y una mayor seguridad en comparación con las baterías de iones de litio convencionales. Al eliminar los electrolitos líquidos y sustituirlos por materiales sólidos, estas baterías reducen significativamente el riesgo de fugas, sobrecalentamiento y cortocircuitos.
Varias empresas tecnológicas –como la española Basquevolt– están avanzando rápidamente en su desarrollo, por lo que se espera que su comercialización pueda empezar en breve. "Vemos en las baterías de estado sólido como las de Basquevolt una posibilidad real y cercana de tener baterías buenas, baratas… y ¡¡nacionales!!", afirma Luis Marquina, presidente de la Asociación Empresarial de Pilas, Baterías y Sistemas de Almacenamiento (Aepibal) y director de Relaciones Institucionales de Grupo Gransolar. Basquevolt explica en su página web que la tecnología que está desarrollando, además de "más segura y muy competitiva", emplea "los mejores materiales y celdas para vehículos eléctricos, transporte pesado, energías renovables y dispositivos electrónicos". Esto es posible, afirman, "gracias a nuestro electrolito compuesto patentado", resultado de más de diez años de investigación realizada en el CIC energiGUNE; uno de los tres centros de investigación de referencia en Europa en almacenamiento de energía y baterías. En cuanto a la degradación por uso que sufren las baterías actuales, Luis Marquina dice que aunque esta "es inevitable, aún así hablamos de baterías de litio que ya alcanzan los 10.000 ciclos. Y hay mucho I+D para desarrollar tecnologías más baratas".
Irma Villar, directora de Proyectos de APPA Renovables, incide en que ya estamos viendo "baterías más duraderas y más competitivas en precio, lo cual es una constante en cualquier desarrollo industrial". Lo vivimos con la fotovoltaica y lo estamos viviendo ahora con el almacenamiento: "Las economías de escala son fundamentales y el crecimiento del mercado hace que se pueda invertir mucho más en I+D+i". De acuerdo con Villar, "una señal muy interesante de esto es la inclusión del almacenamiento en los últimos informes sobre LCOE (costo nivelado de la energía), donde ya se trata como otra tecnología energética más que esperamos evolucione… y se abarate".
Raúl García Posada, director de la Asociación Española de Almacenamiento de Energía (Asealen), incide en que "la inversión en investigación, desarrollo e innovación en sistemas de almacenamiento electroquímico no cesa". Centrándonos en las tecnologías orientadas al sector eléctrico, "los avances vienen determinados por el incremento de economías de escala (mayor fabricación, fábricas más grandes...), optimización de diseños, eficiencia y seguridad de los equipos, incremento de la monitorización y ajuste de los elementos y la implementación comercial de innovaciones que permiten reducir esos costes y alargar la vida de las químicas existentes", explica. De momento, continúa, "la rama de litio, las basadas en sodio – azufre (NaS) y, en menor medida, las basadas en flujo redox seguirán marcando la tendencia por sus características". Pensando en otros usos, como los de movilidad, "sí que se esperan cambios orientados a mejorar las características críticas de ese servicio, tales como la densidad energética y factores de recarga elevados, fundamentales para la recarga rápida, pero de poco valor para el sector eléctrico", concluye.
El director técnico de la asociación solar UNEF, Hector de la Lama, coincide en que las baterías electroquímicas están mejorando de manera notable. "Marcas reconocidas (como Huawei o PilotsTech) ya ofrecen baterías que tienen 6.000 ciclos, y eso es muchísimo: si cada día se usarán durante un solo ciclo, durarían casi 1.520 años", explica. Algunas marcas europeas ofrecen baterías que llegan aún más lejos, a los 10.000 ciclos, citados por Marquina. "Muchas veces, estas baterías incluyen, además, pequeños software que permiten una mejor gestión de la batería y ayudan a mantenerla en un rango adecuado de temperatura, algo fundamental para que la durabilidad sea muy larga", agrega de Lama.
Heikki Willstedt, director de Políticas Energéticas y Cambio Climático de la Asociación Empresarial Eólica (AEE) aporta otro dato clave: "Actualmente, con una caída del precio del litio de más del 66% desde el verano pasado, los precios de las baterías también se han reducido en más de un 50% en este periodo, haciendo los proyectos renovables con baterías mucho más interesantes para los inversores". Según la última actualización de los costes nivelados de generación eléctrica de Lazard del año pasado, "en EEUU la combinación de eólica y baterías era la combinación más barata entre tecnologías de generación con baterías, con un coste sin ayudas de entre 69 y 79 USD/MWh (entre 64 y 74 €/MWh al cambio actual)", dice el directivo de AEE. "Trasladados al mercado español, estos costes deberían ser algo más altos ya que el recurso eólico americano es superior al de aquí", puntualiza.
Bombeo hidráulico
A fecha de hoy, hay unos 170 gigavatios de potencia instalada en todo el mundo en almacenamiento por bombeo hidráulico y las previsiones indican que esta cifra se duplicará antes de 2050, de manera que parece que esta forma de almacenar la energía resulta igualmente importante para la transición energética. "El bombeo debe cubrir la demanda estacional o de larga duración (8/12 hrs) y por tanto su participación en el mix energético será importante", dice Marquina. De opinión parecida es Irma Villar, quien lamenta que no se haya mantenido la discriminación de objetivos de la anterior edición del PNIEC (Plan Nacional Integrado de Energía y Clima) entre los distintos tipos de almacenamiento. "En el caso de nuestro país, donde estamos comenzando a ver esos desequilibrios entre incorporación de potencia y demanda, el bombeo es una magnífica solución que debe ser tenida en cuenta para adaptarnos a la curva de demanda", subraya Villar.
La directora de Proyectos de APPA Renovables piensa, además, que pese la sequía cíclica que sufre España y a los impactos del cambio climático, podremos seguir contando con el bombeo hidráulico para almacenar energía. Eso sí, cree que tenemos que ser creativos para gestionar de forma óptima los recursos. "Si tenemos áreas de agua embalsada y sabemos que la fotovoltaica flotante ayuda a disminuir las pérdidas de agua por evaporación, ¿por qué no avanzamos por esa vía? –dice–. El bombeo será esencial para la gestión, como el resto de soluciones de almacenamiento. En nuestra situación actual no debemos desechar ninguna opción porque las necesitamos todas".
Raúl García Posada también cree que en España el bombeo hidráulico es vital. "Las instalaciones de generación hidroeléctrica reversible (bombeo) son válidas en aquellas geografías que reúnen las condiciones necesarias para optimizar su coste. Es decir, orografías escarpadas con suficiente diferencia de cota, de altura, pero que la construcción de las balsas sea sencilla y muy próxima una a la otra", explica. "Sin duda alguna, el almacenamiento por bombeo hidráulico es vital para los países que (como España) tenemos el potencial disponible debido a la gran capacidad de acumulación de energía, a las mínimas pérdidas en la energía almacenada, a la larga vida útil y al escaso uso de materias primas críticas". Otra ventaja del bombeo hidráulico es que en Europa tenemos la cadena de valor completa de esta tecnología, añade García Posada.
Almacenamiento térmico
El almacenamiento térmico aprovecha el calor generado por fuentes como la solar concentrada, las plantas geotérmicas y otros sistemas y lo almacena en materiales como sales fundidas o líquidos orgánicos para que este calor pueda ser empleado, bien para generar electricidad mediante turbinas de vapor, bien para proporcionar calefacción en aplicaciones industriales y residenciales. Por tanto, esta forma de almacenamiento puede desempeñar un papel determinante en las industrias muy demandantes de calor. Un ejemplo de ello lo encontramos en la planta de fabricación de envases que la compañía Avery Dennison –una de las más importantes del mundo de su sector– tiene en la localidad belga de Turnhout. Allí, Avery Dennison ha instalado una gran central termosolar con unidad de almacenamiento térmico. El proyecto, emprendido en 2023, está compuesto por 2.240 espejos parabólicos, con un rendimiento de 2,7 GWh, y seis módulos de almacenamiento con una capacidad de 5 MWh de potencia térmica. Proporcionará calor equivalente a 2,3 GWh de consumo de gas.
Otro ejemplo lo ofrece la finesa Polar Night Energy, compañía que va a construir un sistema térmico de almacenamiento en arena (desarrollado y patentado por la misma empresa), con una potencia de 1 MW y una capacidad de 100 MWh, destinado a proporcionar calefacción al municipio de Pornainen (5.100 habitantes). En este caso la energía renovable de la que partirá será la solar fotovoltaica.
Pero no hace falta salir de España para conocer el potencial de esta opción. De hecho, nuestro país es líder mundial en almacenamiento térmico en sales fundidas, empleado, sobre todo, en las plantas termosolares, lo que les permite proporcionar electricidad también por la noche. Óscar Balseiro, secretario general de la Asociación Española para la Promoción de la Industria Termosolar (Protermosolar), afirmó en la feria Genera 2024, celebrada el pasado mes de febrero, que "los actuales curtailments*, que se sitúan en 2.000 GWh/año, podrían ser suprimidos si se permite la incorporación de almacenamiento al parque de plantas termosolares existente en nuestro país" (49 plantas en operación). "El almacenamiento térmico es una tecnología clave para acelerar la descarbonización de los usos térmicos, mejorar la flexibilidad de la demanda e incrementar la integración de energía renovable eléctrica, al poder almacenar grandes cantidades de energía en forma de calor hasta temperaturas superiores a los 500ºC", agrega el director de Asealen. "Es un complemento perfecto para mejorar la eficiencia y capacidades de las cogeneraciones, al mismo tiempo que reducirían sus emisiones e integraría electricidad renovable", subraya García Posada.
La compañía española RPow ha sido seleccionada por el Centro Ibérico de Investigación en Almacenamiento Energético (CIIAE) para diseñar y construir una planta piloto donde poder testar precisamente esta y otras tecnologías energéticas relacionadas con el almacenamiento térmico (PCD, Sales, HTF, Sorcion...) y así conocer mejor los procesos térmicos y la solución a los problemas que se presenten. n Hibridación de tecnologías La hibridación de tecnologías de almacenamiento permitiría complementar sus beneficios y solucionar problemas. "Es muy habitual oír discusiones sobre tecnologías como si fueran nuestro equipo de fútbol, cuando es evidente que cada tecnología tiene unas capacidades diferentes", dice Raúl García Posada. "Por ejemplo, ligado al autoconsumo, debe ser básico asociar una batería, pero también un almacenamiento térmico que permita acumular la mayor energía posible para los usos térmicos (ACS / climatización / calor industrial–vapor), usando desde termos eléctricos hasta sistemas de alta temperatura". La combinación de tecnologías mecánicas (bombeo / turbinas de vapor - almacenamiento térmico) con baterías "incrementa el rango de operación, facilita los arranques, paradas, los cambios de modo consumo/generación, suaviza la operación del módulo mecánico, mantiene el carácter síncrono e incorpora las capacidades de la electrónica de potencia, etc.", explica el director de Asealen.
En el caso de la energía del viento, Heikki Willstedt comenta que, "a corto plazo, el almacenamiento que actualmente podría complementar mejor a los parques eólicos son las baterías electroquímicas; a medio plazo, para tener reservas energéticas guardadas durante semanas/meses, será conveniente seguir desarrollando el bombeo hidráulico". El director de Políticas Energéticas de AEE considera, asimismo, que "en España, la combinación de eólica, hidráulica (con sus bombeos), fotovoltaica, y la hibridación en plantas de varias de estas tecnologías (hubs energéticos) puede –si el sistema está bien dimensionado respecto a la demanda– reducir considerablemente la necesidad de baterías/almacenamiento comparado con otros países con una preponderancia clara de una sola tecnología renovable (eólica o fotovoltaica)". Si miramos a más largo plazo, con el objetivo de la descarbonización total de la energía, se necesitarán penetraciones de energías renovables variables que superen el 100% de la demanda eléctrica, por lo que otros tipos de almacenamiento serán probablemente necesarios. Todo ello, puntualiza Willstedt, "una vez que se hayan agotado otras soluciones, como la adecuada combinación (hibridación) de las tecnologías renovables, la eficiencia energética y la gestión de la demanda".
Otras posibilidades
En el cada vez más vasto campo del almacenamiento de energía se están ensayando bastantes más tecnologías, entre ellas, las baterías de aire comprimido y los volantes de inercia. Las primeras comprimen el aire en tanques o cavernas subterráneas durante los períodos de baja demanda de energía y lo liberan para generar electricidad cuando es necesario. Los volantes de inercia utilizan la rotación de un disco pesado para almacenar energía cinética, que luego se convierte en electricidad a través de un generador cuando se requiere. El presidente de Aepibal, añade que pronto "veremos tecnologías menos dependientes de materias primas de difícil acceso geopolítico (por ejemplo, baterías de sodio). Se producirán grandes avances en la economía circular y el aprovechamiento de las materias primas de las baterías de segunda vida". Pero, sobre todo, continua, "veremos grandes avances en los sistemas de gestión de las baterías, con la incorporación de la inteligencia artificial, que hiperrentabilizará los activos de almacenamiento, maximizando ingresos y minimizando desgaste de materiales. Va a ser una revolución, y ya está aquí".
En resumen, el futuro del almacenamiento de energía se presenta lleno de posibilidades. Si bien quedan desafíos por superar, sobre todo en términos de costos y escalabilidad, el rápido ritmo de innovación y la creciente inversión en este campo le auguran un futuro prometedor. Ahora bien, todos los expertos con los que hemos hablado para elaborar este artículo coinciden en que sigue siendo imprescindible que se haga una apuesta clara por él, como en su día se hizo con la eólica, la fotovoltaica y la solar de concentración. Su mensaje es rotundo: estableciendo claramente unas necesidades y unos objetivos en el campo del almacenamiento y dotándolo de una regulación estable y robusta, los retornos serán mayores a los apoyos, como siempre ha sido con las renovables.
¿Hidrógeno verde para almacenar electricidad?
El hidrógeno está emergiendo como un vector energético versátil y limpio que puede utilizarse también para almacenar energía a gran escala, si bien esta tecnología resulta más adecuada para aplicaciones de difícil descarbonización, como el transporte pesado y determinadas industrias. "El hidrógeno para el sistema eléctrico solo tendrá sentido cuando se quiera pasar de una matriz 90% descarbonizada hacia el 100%", dice el presidente de Asealen. "Ahora, su coste está muy lejos de ser viable para el almacenamiento eléctrico", añade García Posada.
La directora de Proyectos de APPA Renovables, Irma Villar, explica que "generar electricidad para obtener hidrógeno mediante electrólisis, almacenarlo y después quemarlo para generar electricidad… Son muchos procesos, todos con su eficiencia y sus pérdidas, y su viabilidad económica está hoy lejos de hacerlo rentable". "No vemos el hidrógeno como un vector de almacenamiento porque es mucho más rentable en otras aplicaciones, como movilidad o como materia prima de componentes esenciales de nuestra economía, como son las refinarías la producción de fertilizantes", incide Luis Marquina, presidente de Aepibal. El director técnico de UNEF coincide totalmente: "el hidrógeno tiene muchas aplicaciones, pero como almacenamiento energético a corto plazo no lo veo porque los rendimientos son muy bajos", resume Hector de la Lama.
* los curtailments se producen cuando el operador se ve obligado a cortar e interrumpir la producción de la eólica u otras fuentes renovables.
• Este reportaje forma parte de la edición de abril de nuestra revista en papel (ER230), que puedes descargar gratis aquí
