El almacenamiento energético para un futuro descarbonizado

La transición hacia un sistema de energía bajo en carbono no es posible sin activos flexibles que permitan sincronizar la generación mediante fuentes renovables intermitentes con el consumo de energía. El almacenamiento energético es esencial para aportar flexibilidad en los diferentes eslabones de la cadena de suministro eléctrico, favoreciendo el aumento de la eficiencia a nivel de transporte y distribución.

Además, el almacenamiento puede ofrecer soporte durante las contingencias, reduciendo el riesgo de interrupciones de suministro a los clientes. Las diferentes tecnologías de almacenamiento energético nos permiten desacoplar la generación del consumo de energía, tanto a nivel geográfico como en el tiempo. Por tanto, el almacenamiento puede ofrecer una valiosa flexibilidad al sistema en diferentes escalas de tiempo, desde segundos y horas hasta semanas y meses. Al proporcionar diversos servicios (de balance, auxiliares…), el almacenamiento de energía permite la integración de un mayor porcentaje de renovables.

Esta flexibilidad será de vital importancia una vez que los sistemas de electricidad estén dominados por las energías renovables intermitentes, lo que significa que la generación no coincidiría con la demanda prevista. Pero incluso en el período de transición, a medida que integramos más energías renovables en el sistema, el almacenamiento de energía puede ayudar a que el sistema eléctrico funcione de manera más segura y eficiente mientras extiende la vida de los activos existentes (p.ej. la infraestructura de red).

Almacenamiento energético

El almacenamiento de energía también es importante en la descarbonización de sectores como la calefacción, la refrigeración y el transporte, a través del almacenamiento térmico, la transformación de la electricidad en gas y los dispositivos fijos de almacenamiento, que pueden favorecer la implantación de la infraestructura de carga de vehículos eléctricos. Por último, el almacenamiento puede capacitar a los consumidores para participar activamente en el mercado de la electricidad generando, almacenando y vendiendo electricidad renovable.

Las tecnologías de almacenamiento son increíblemente diversas, capaces de proporcionar una gran variedad de aplicaciones valiosas en todos los niveles de la red. Esto las convierte en un elemento esencial para apoyar la transición hacia un sistema de energía descarbonizado.

El término “almacenamiento energético” hace referencia a diversos grupos de tecnologías de almacenamiento que funcionan en base a diferentes principios: mecánicos (p.ej. sistemas de bombeo hidráulico, volantes de inercia, almacenamiento por aire comprimido), químicos (p.ej. hidrógeno), electroquímicos (p.ej. baterías), térmicos (p.ej. almacenamiento hidrotérmico) y eléctricos (p.ej. supercondensadores).

Algunas tecnologías ofrecen mucha potencia de forma rápida y en un intervalo corto de tiempo (volantes de inercia, supercondensadores…), mientras que otras proporcionan un almacenamiento menos contundente pero más prolongado en el tiempo, en una escala de horas, días o incluso meses (hidrógeno, centrales hidroeléctricas…). Cada tecnología de almacenamiento resulta especialmente adecuada para un conjunto determinado de aplicaciones. Además, es posible combinar diferentes tecnologías de almacenamiento para formar un sistema híbrido cuyo rendimiento sea mejor que la suma de sus partes.

El papel del almacenamiento energético en la descarbonización de los sectores del transporte, la calefacción y la refrigeración

La electricidad es el sector más efectivo en términos de integración de sistemas de energías renovables. En 2015, más del 29% de la electricidad en la UE se produjo utilizando renovables; y el objetivo es aumentar este porcentaje hasta un 45-50% en 2030.

A través del almacenamiento energético, es posible vincular el sector eléctrico con el sector de la calefacción y la refrigeración, así como con el del transporte. Cerca del 85% de la demanda de calefacción se sigue cubriendo con combustibles fósiles, por lo que la electrificación de la calefacción es una forma muy efectiva de descarbonizar este sector. Además, el almacenamiento de energía térmica tiene un enorme potencial para proporcionar flexibilidad al sistema eléctrico, especialmente en períodos prolongados.

En cuanto al sector del transporte, el 94% de la demanda energética se cubre con combustibles fósiles. El almacenamiento podría favorecer la implantación de la infraestructura de carga de los vehículos eléctricos, ya que puede ayudar a suavizar los picos y valles de la demanda. Mientras tanto, a largo plazo, la transformación de la electricidad procedente de renovables en gas es clave para apoyar a los vehículos limpios impulsados ​​por hidrógeno.

Principales retos para el sector del almacenamiento energético en Europa

Dado que el almacenamiento es un actor relativamente nuevo en el sistema energético, el mayor reto es la incertidumbre jurídica sobre el papel del almacenamiento en el sistema, ya que en algunos Estados miembros de la UE se considera como un activo de generación o de consumo, en función de su modo de funcionamiento. Esto lleva a que los dispositivos de almacenamiento energético en algunos Estados miembros estén sujetos a una duplicidad de costes y tasas. Además, actualmente no está claro si los operadores de sistemas de distribución y transporte (DSOs, TSOs) pueden poseer y gestionar recursos de almacenamiento como activos propios de las redes eléctricas.

Además, la falta de provisión basada en el mercado y la ausencia de contratos a largo plazo para los servicios del sistema dificultan la seguridad de las inversiones en el sector del almacenamiento de energía. Desde el punto de vista de la investigación y la innovación, existe la necesidad de desarrollar diferentes aplicaciones y servicios de almacenamiento, así como de explorar diferentes formas de combinar y rentabilizar estos servicios.

Marco regulatorio necesario y evolución del diseño del mercado energético

El marco regulatorio de la UE debe definir mejor el almacenamiento de energía y permitir que las interconexiones intersectoriales se consideren almacenamiento energético. Esta definición debe reflejar los diferentes tipos y aplicaciones de almacenamiento energético y no solo las tecnologías y usos tradicionales, como el sistema de bombeo hidráulico o las baterías, para permitir el desarrollo de nuevas tecnologías.

Además, es necesario aclarar las reglas bajo las cuales el almacenamiento energético puede acceder a los mercados – en particular, la incapacidad percibida de los operadores de sistemas de transporte (TSOs) y de las empresas distribuidoras (DSOs) para ser propietarios y proveer servicios relacionados con el almacenamiento de energía.

La eliminación de la doble imposición y de tasas e impuestos innecesarios podría ayudar al almacenamiento de energía a competir en igualdad de condiciones con otras opciones de flexibilidad en los esquemas de comercialización y a ofrecer opciones de ajuste del mercado.

No todos los servicios del sistema se adquieren en condiciones de mercado en todos los Estados miembros de la UE, lo que genera un mayor coste para el consumidor y discrimina a aquellas tecnologías que no están autorizadas a proporcionar estos servicios, incluso si los servicios se prestan de forma más económica y precisa. Por tanto, es importante asegurar que la provisión de todos los servicios energéticos y auxiliares se base en el mercado, de acuerdo a un análisis de rentabilidad.

El almacenamiento energético podría ser reconocido como un nuevo elemento del sistema energético – junto con la generación, el transporte (transmisión / distribución), y el consumo. Esto evitaría que el almacenamiento se clasifique como generación, como consumo o como ambos. Eliminaría cualquier ambigüedad que resulte del diseño histórico del mercado derivado de un sistema de energía centralizado donde todo encaja en una de las tres categorías. También permitiría un marco bien definido y específico para el almacenamiento de energía.

Poner en marcha el marco regulatorio y el diseño de mercado correctos es una cuestión urgente, sin la cual no se logrará una implementación adecuada del almacenamiento energético que permita apoyar la integración eficiente de las fuentes de energías renovables en el sistema.

Imagen 1. Primera instalación comercial en Europa de un sistema de almacenamiento energético con tecnología Li-ion, en combinación con un parque eólico en las Islas Feroe. Fuente: SEV
Imagen 2. Central hidroeléctrica de bombeo Frades II, noroeste de Portugal. Fuente: Grupo Voith