Por Tom Melville – 16 de mayo de 2022 (Mit news)
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En los sistemas de energía profundamente descarbonizados que utilizan altas penetraciones de energía renovable variable (VRE), se necesita almacenamiento de energía para mantener las luces encendidas y el flujo de electricidad cuando el sol no brilla y el viento no sopla, cuando la generación a partir de estos recursos VRE es baja o la demanda es alta. El estudio Future of Energy Storage de MIT Energy Initiative deja en claro la necesidad de almacenamiento de energía y explora vías que utilizan recursos y almacenamiento de VRE para alcanzar sistemas de electricidad descarbonizados de manera eficiente para 2050.
“El futuro del almacenamiento de energía”, un nuevo informe multidisciplinario de MIT Energy Initiative (MITEI), insta a la inversión gubernamental en herramientas analíticas sofisticadas para la planificación, operación y regulación de los sistemas eléctricos con el fin de implementar y utilizar el almacenamiento de manera eficiente. Debido a que las tecnologías de almacenamiento tendrán la capacidad de sustituir o complementar esencialmente todos los demás elementos de un sistema eléctrico, incluida la generación, transmisión y respuesta a la demanda, estas herramientas serán fundamentales para los diseñadores, operadores y reguladores de sistemas eléctricos en el futuro. El estudio también recomienda apoyo adicional para la dotación de personal complementaria y los programas de mejora de las capacidades en las agencias reguladoras a nivel estatal y federal.
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El informe MITEI muestra que el almacenamiento de energía hace que la descarbonización profunda de los sistemas de energía eléctrica confiables sea asequible. “Los operadores de plantas de energía de combustibles fósiles han respondido tradicionalmente a la demanda de electricidad, en un momento dado, ajustando el suministro de electricidad que fluye hacia la red”, dice el director de MITEI, Robert Armstrong, profesor de ingeniería química de Chevron y presidente de Future of Energy. Estudio de almacenamiento. “Pero los recursos VRE, como la energía eólica y solar, dependen de las variaciones diarias y estacionales, así como de las fluctuaciones climáticas; no siempre están disponibles para ser enviados para seguir la demanda de electricidad.
El estudio de tres años está diseñado para ayudar al gobierno, la industria y la academia a trazar un camino para desarrollar e implementar tecnologías de almacenamiento de energía eléctrica como una forma de fomentar la electrificación y la descarbonización en toda la economía, evitando cargas excesivas o injustas.
Centrándose en tres regiones distintas de los Estados Unidos, el estudio muestra la necesidad de un enfoque variado para el almacenamiento de energía y el diseño del sistema eléctrico en diferentes partes del país. Usando herramientas de modelado para mirar hacia 2050, el equipo de estudio también se enfoca más allá de los Estados Unidos, a los países de economías de mercados emergentes y en desarrollo (EMDE), particularmente representados por India. Los hallazgos destacan el poderoso papel que puede desempeñar el almacenamiento en las naciones EMDE. Se espera que estos países experimenten un crecimiento masivo en la demanda de electricidad durante los próximos 30 años, debido a la rápida expansión económica general y al aumento de la adopción de tecnologías que consumen electricidad, como el aire acondicionado.
Los autores encuentran que la inversión en VRE combinada con almacenamiento se ve favorecida por encima de la nueva generación de carbón a mediano y largo plazo en la India, aunque las plantas de carbón existentes pueden persistir a menos que las obliguen a salir por medidas políticas como el precio del carbono.
El estudio examina cuatro tipos de tecnologías de almacenamiento: electroquímica, térmica, química y mecánica. Algunas de estas tecnologías, como las baterías de iones de litio, la energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo y algunas opciones de almacenamiento térmico, están probadas y disponibles para su implementación comercial. El informe recomienda que el gobierno concentre los esfuerzos de I+D en otras tecnologías de almacenamiento, que requerirán un mayor desarrollo para estar disponibles para 2050 o antes, entre ellos, proyectos para avanzar en tecnologías alternativas de almacenamiento electroquímico que se basan en materiales abundantes en la tierra. También sugiere incentivos y mecanismos gubernamentales que recompensan el éxito pero que no interfieren con la gestión del proyecto. El informe pide al gobierno federal que cambie algunas de las reglas que rigen los proyectos de demostración de tecnología para permitir más proyectos de almacenamiento. Las políticas que exigen compartir costos a cambio de derechos de propiedad intelectual, argumenta el informe, desalientan la difusión del conocimiento. El informe aboga por los requisitos federales para los proyectos de demostración que comparten información con otras entidades estadounidenses.
El informe dice que muchas plantas de energía existentes que se están cerrando se pueden convertir en instalaciones útiles de almacenamiento de energía reemplazando sus calderas de combustible fósil con almacenamiento térmico y nuevos generadores de vapor. Esta modernización se puede realizar utilizando tecnologías disponibles comercialmente y puede ser atractiva para los propietarios de plantas y las comunidades, utilizando activos que de otro modo serían abandonados a medida que los sistemas eléctricos se descarbonizan.
El estudio también analiza el hidrógeno y concluye que su uso para el almacenamiento probablemente dependerá de la medida en que se use el hidrógeno en la economía en general. Ese amplio uso del hidrógeno, dice el informe, será impulsado por los costos futuros de producción, transporte y almacenamiento de hidrógeno, y por el ritmo de la innovación en las aplicaciones de uso final del hidrógeno.
El estudio de MITEI predice que la distribución de los precios mayoristas por hora o el valor marginal por hora de la energía cambiará en los sistemas de energía profundamente descarbonizados, con muchas más horas de precios muy bajos y más horas de precios altos en comparación con los mercados mayoristas actuales. Por lo tanto, el informe recomienda que los sistemas adopten precios minoristas y opciones de administración de carga minorista que recompensen a todos los consumidores por cambiar el uso de electricidad de los momentos en que los precios mayoristas altos indican escasez, a momentos en que los precios mayoristas bajos indican abundancia.
El estudio Future of Energy Storage es el noveno de la serie “Future of” de MITEI , que explora temas complejos y vitales relacionados con la energía y el medio ambiente. Los estudios anteriores se han centrado en la energía nuclear, la energía solar, el gas natural, la energía geotérmica y el carbón (con captura y secuestro de las emisiones de dióxido de carbono), así como en sistemas como la red eléctrica de EE. UU. La Fundación Alfred P. Sloan y la Fundación Heising-Simons proporcionaron financiación básica para el estudio Future of Energy Storage de MITEI. Los miembros de MITEI, Equinor y Shell, brindaron apoyo adicional.
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