javier garcía breva

La revolución de las renovables con almacenamiento y sus cuatro conexiones

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Entre las razones que explican el elevado precio de la electricidad en España destaca el retraso en las nuevas tecnologías energéticas que impulsan la transición energética, como la eficiencia energética, la energía eólica y solar, la biomasa y la bioenergía, el autoconsumo y el almacenamiento. Su valor radica en que pueden desconectar la demanda energética y las emisiones de CO2 del crecimiento económico y de los precios de las energías fósiles.

La oportunidad de combinar estas tecnologías, complementarias entre sí, está cambiando la forma de generar y consumir la energía, desplazando los modelos de negocio convencionales hacia nuevos modelos basados en la electrificación de la demanda mediante energías renovables con almacenamiento.

Primer concepto: El almacenamiento híbrido
El descenso de costes de las renovables y las baterías de almacenamiento hará que la capacidad mundial de almacenamiento se multiplique por diez en 2022, que el mercado solar y eólico bata todos los récords de compra de energía a través de contratos PPA, con reducciones de costes hasta en un 40%, y que multitud de empresas se planteen el objetivo 100% renovable por razones económicas.

Las renovables con almacenamiento ya son competitivas con el carbón y el gas en muchos países.

El almacenamiento en batería conectado a instalaciones renovables, o almacenamiento híbrido, está despegando en el mundo liderado por EEUU., Australia, Japón, China, Corea del Sur e India. Estados Unidos ya cuenta con más de 2,5 GW de almacenamiento híbrido que compite con el gas. Se espera que los precios de las baterías desciendan un 80% para 2040, haciendo que las ofertas de energía solar y eólica con almacenamiento sean más competitivas.

Las microrredes y las renovables con almacenamiento agregadas e interconectadas son las plantas de generación virtual (VPP) que funcionan como una central eléctrica y pueden participar directamente en el mercado eléctrico como agregadores de demanda. En ciudades de EEUU, Australia, Alemania y algunas comunidades insulares se están desarrollando importantes proyectos de VPP.

El almacenamiento con energía solar estabiliza la red eléctrica y regula los picos de generación y consumo, reduciendo los costes de la red para la carga de vehículos eléctricos.

En EEUU, más de 1,3 millones de hogares disponen de autoconsumo fotovoltaico, 2 millones en Australia. Alemania ha alcanzado 100.000 instalaciones con baterías en tejados de viviendas. Australia duplicará su capacidad fotovoltaica hasta 18 GW en solo dos años, combinada con eólica y baterías de almacenamiento, y la mitad serán instalaciones en los tejados de viviendas y empresas. Nueva York va a financiar inversiones para alcanzar 1.500 MW de generación fotovoltaica almacenada en 2025, repartidos en 90.000 instalaciones, a la vez que extiende el concepto de red comunitaria de energía limpia.

Las herramientas digitales permiten estimar las emisiones y el potencial de energía renovable de viviendas, edificios, barrios y ciudades para la toma de decisiones. Más del 80% de viviendas y colegios reúnen condiciones para utilizar la energía solar.

Según Tecnalia, las soluciones de fotovoltaica integrada en los edificios podrían reducir sus costes hasta un 75% en 2030. Para esa fecha, según Wood Mackenzie, la energía solar proporcionará el 15% del mix eléctrico mundial gracias a su combinación con el almacenamiento en entornos urbanos, rurales e industriales y se convertirá en algo más que un recurso energético para reorientar el funcionamiento de la red.

Segundo concepto: El almacenamiento flexible
El almacenamiento instalado junto al consumo, con aplicaciones inteligentes, conectado a la autogeneración renovable, a la carga del vehículo eléctrico y la calefacción, es el almacenamiento flexible. Su desarrollo va a transformar el sistema energético y solucionar problemas como la intermitencia de las renovables o la recarga de millones de vehículos eléctricos, permitiendo reducir costes a la red y ahorros en el recibo de la luz a través de la gestión inteligente de la demanda.

La eléctrica británica OVO Energy y el Imperial College de Londres han calculado que un escenario para el Reino Unido de 25 millones de vehículos eléctricos y 22 millones de hogares con electricidad renovable y almacenamiento podría generar ahorros de 8.800 millones de dólares al año. Además, se ahorrarían al sistema otros 9.000 millones por la flexibilidad del almacenamiento en los sistemas de calefacción y de carga inteligente de los vehículos eléctricos. En este escenario se alcanzaría una reducción de emisiones del 65%.

El Reino Unido ha regulado la participación de los generadores de energía solar, eólica y plantas de generación virtual (VPP) en el mercado de capacidad, ya que con el almacenamiento pueden actuar como si fueran una central eléctrica. El respaldo al crecimiento de las renovables con almacenamiento permitirá prescindir del carbón y del gas a partir de 2025.

Según Wood Mackenzie, EEUU contará en 2023 con 88 GW de flexibilidad de demanda residencial gracias al autoconsumo con almacenamiento de energía y la carga de vehículos eléctricos en las viviendas, con incentivos al consumidor que adquiera estos dispositivos a través de contadores y tarifas inteligentes. La energía renovable con almacenamiento y la generación distribuida pueden proporcionar los mismos servicios de red que las centrales de gas a un coste mucho menor. Los recursos energéticos distribuidos (DER) han de considerarse como un activo de la red eléctrica.

Tercer concepto: La bioenergía
La Agencia Internacional de la Energía, en su informe sobre renovables de 2018, confirma que la biomasa representó en 2017 la mitad de toda la energía renovable consumida en el mundo y será la renovable que más crezca en los próximos cinco años por su uso generalizado en la calefacción y el transporte. Su gran potencial debe ser regulado estrictamente para asegurar su sostenibilidad.

Las características de la biomasa son el mejor complemento para proporcionar la seguridad de suministro para la transición energética: (i) porque permite la hibridación con otras renovables y la producción de hidrógeno, (ii) por su abundancia como recurso gestionable, almacenable y autóctono,  y (iii) por sus múltiples aplicaciones en generación, calefacción, redes de calor y frio, agricultura, ganadería, industria química y textil y el transporte, que son los sectores que van a acaparar el 75% de la nueva demanda de crudo.

La bioenergía es imprescindible para alcanzar los objetivos de reducción de emisiones por ser decisiva en la gestión de residuos. La biomasa, el biogás y su transformación en biometano, como parte del concepto de economía circular, son la mejor alternativa para una calefacción y movilidad sostenibles a precios mucho más bajos que los del gas o el gasóleo.

La estabilidad de precios de la biomasa, según la Asociación Española de Valorización Energética de la Biomasa (Avebiom), ha elevado el ahorro que supone su uso para calefacción hasta un 66% frente a los costes del gasóleo y el gas; en las redes de calor y frio los ahorros alcanzan el 50%. Pero el valor más exclusivo de la biomasa es que no es solo una fuente de energía sino un recurso necesario para abordar la gestión de residuos industriales, forestales, agrícolas, ganaderos, urbanos y de depuradoras.

El desarrollo de la biomasa compite directamente con el gas en la edificación y el transporte, con la ventaja de ser un recurso renovable, limpio y más barato. Sus aplicaciones exigen un marco regulatorio específico y un enfoque en el que converjan las estrategias de edificación, movilidad y urbanismo, industria, agricultura y ganadería, gestión de residuos, economía circular y energía.


Cuarto concepto: La electrificación beneficiosa
La sustitución de los combustibles fósiles por electricidad renovable en los edificios y el transporte aumentará la flexibilidad de la red a través de la gestión de la demanda, reduciendo costes, contaminación y emisiones. Es el concepto de “electrificación beneficiosa” del Electric Power Research Institute para un futuro totalmente eléctrico.

El éxito de la electrificación dependerá de la prioridad que tenga la eficiencia energética, de las señales de precio que se den a los consumidores para que cambien sus hábitos de consumo y de que los modelos de negocio se orienten hacia la gestión inteligente de la demanda. Solo así se alcanzarán los efectos para que la electrificación se considere beneficiosa: ahorro para los consumidores, mejora de la gestión de la red y reducción de los impactos ambientales.

La clave de la electrificación beneficiosa es la alta eficiencia en los usos de la electricidad para desplazar y reducir la demanda energética. Las oportunidades son múltiples, desde el diseño de tarifas eléctricas para optimizar la demanda a costes más bajos, generación distribuida, incorporación de dispositivos inteligentes y agregadores para ajustar la oferta y la demanda en tiempo real, hasta el concepto de edificio de consumo nulo de la Directiva UE 2018/844, de eficiencia energética de los edificios.

En el documento de la patronal europea Eurelectric, Descarbonisation Pathways, se asegura que el cumplimiento del Acuerdo de París de 2015 precisa la electrificación del 60% de la economía europea y un 76% de generación renovable con almacenamiento para 2030. La electrificación de los sectores del transporte, edificación e industria obliga a alcanzar en 2050 objetivos entre el 50% y el 65% de electricidad renovable en calefacción y refrigeración, vehículos eléctricos y en procesos industriales. La combinación de renovables y eficiencia energética permitirá ahorrar a consumidores y empresas entre 200-250 billones de euros al año y una reducción entre el 35%-40% del consumo de combustibles fósiles, lo que mejorará la balanza comercial y estabilizará los costes de la energía.

La electrificación beneficiosa representa la más alta eficiencia energética al hacer coincidir la oferta y demanda de energía en tiempo real en el mismo centro de consumo.

Este artículo se publicó primero en La Oficina de JGB

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