Fuente: California Independent System Operator vía Grid Status Al final de esta página encontrará las notas. Por The New York Times
California obtiene más electricidad del sol que ningún otro estado. También tiene un problema de horario: la energía solar abunda durante el día pero desaparece al atardecer, justo cuando la gente vuelve a casa del trabajo y la demanda de electricidad aumenta. Para llenar ese vacío, las compañías eléctricas suelen quemar más combustibles fósiles, como el gas natural.
Esto está cambiando. Desde 2020, California ha instalado más baterías gigantes que ningún otro lugar del mundo, salvo China. Pueden absorber el exceso de energía solar durante el día y almacenarla para utilizarla cuando oscurece.
Esas baterías desempeñan un papel fundamental en la red eléctrica de California, sustituyendo parcialmente a los combustibles fósiles por la noche. Entre las 19.00 y las 22.00 horas del 30 de abril, por ejemplo, las baterías suministraron más de una quinta parte de la electricidad de California y, durante unos minutos, produjeron 7.046 megavatios de electricidad, lo que equivale a la producción de siete grandes reactores nucleares.
En todo el país, las compañías eléctricas utilizan cada vez más baterías gigantes del tamaño de un contenedor para hacer frente a la mayor debilidad de las energías renovables: el hecho de que el viento y el sol no siempre están disponibles.
“Lo que está ocurriendo en California es un atisbo de lo que podría ocurrir en otras redes en el futuro”, afirma Helen Kou, responsable de análisis de energía en Estados Unidos de la firma de investigación BloombergNEF. “Las baterías están pasando rápidamente de estas aplicaciones nicho a desplazar grandes cantidades de energía renovable hacia los periodos de máxima demanda”.
En los últimos tres años, la capacidad de almacenamiento de las baterías en las redes del país se ha multiplicado por diez, hasta alcanzar los 16.000 megavatios. Este año, se espera que casi se duplique de nuevo, con el mayor crecimiento en Texas, California y Arizona.
La mayoría de las baterías de red utilizan tecnología de iones de litio, similar a las baterías de los smartphones o los coches eléctricos. Con la expansión del sector de los vehículos eléctricos en la última década, el coste de las baterías se ha reducido un 80%, lo que las hace competitivas para el almacenamiento de energía a gran escala. Los mandatos y subvenciones gubernamentales también han estimulado el crecimiento.
Con la proliferación de las baterías, las compañías eléctricas las están utilizando de formas novedosas, como la gestión de grandes oscilaciones en la generación de electricidad procedente de parques solares y eólicos, la reducción de la congestión en las líneas de transmisión y la ayuda para evitar apagones durante olas de calor abrasador.
En California, que se ha fijado ambiciosos objetivos en la lucha contra el cambio climático, los responsables políticos esperan que las baterías de red ayuden al Estado a obtener el 100% de su electricidad de fuentes libres de carbono para 2045. Aunque el estado sigue dependiendo en gran medida del gas natural, un importante contribuyente al calentamiento global, las baterías están empezando a comerse el mercado de los combustibles fósiles. Los reguladores estatales prevén casi triplicar la capacidad de las baterías para 2035.
“El futuro del almacenamiento de energía es brillante”, afirma Andrés Gluski, director ejecutivo de AES Corporation, una de las mayores empresas eléctricas del mundo. “Si quieres más renovables en la red, necesitas más baterías. Si no, no va a funcionar”.
Cómo funcionan hoy las baterías en la red
Cuando las compañías eléctricas empezaron a conectar baterías a la red en la década de 2010, las utilizaban principalmente para suavizar pequeñas interrupciones en el flujo de electricidad, por ejemplo, si una central eléctrica se desconectaba inesperadamente. Muchos operadores de baterías siguen obteniendo la mayor parte de sus ingresos prestando estos “servicios auxiliares”.
Pero las compañías eléctricas también utilizan las baterías para comerciar: cargarlas cuando la electricidad es abundante y barata y venderla a la red cuando el suministro es más escaso y caro.
En California, los precios de la electricidad suelen desplomarse hacia el mediodía, cuando el Estado produce más energía solar de la que necesita, sobre todo en primavera, cuando el uso del aire acondicionado es bajo. Los precios se disparan por la tarde, cuando la energía solar desaparece y los operadores de la red tienen que aumentar la producción de las centrales de gas o las presas hidroeléctricas para compensar.
Fuentes: Operador Independiente del Sistema de California vía Grid Status By The New York Times
California tiene ahora 10.000 megavatios de capacidad de baterías en la red, suficiente para abastecer a 10 millones de hogares durante unas horas. Según John Phipps, director ejecutivo de operaciones de red del Operador del Sistema Independiente de California (California Independent System Operator), que supervisa la red del estado, esas baterías “pueden gestionar muy eficazmente esa rampa nocturna en la que la energía solar disminuye y la demanda de los clientes aumenta”.
Según Phipps, las baterías también pueden ayudar a la red de California a hacer frente a las olas de calor y los incendios forestales. “El verano pasado marcó algunas diferencias”, dijo. “Pudimos hacer frente a días de alta carga y a días de incendios forestales en los que podríamos perder algunas líneas eléctricas”.
En Texas, las baterías todavía se utilizan en gran medida para proporcionar servicios auxiliares, estabilizando la red frente a interrupciones inesperadas. Texas también depende más que California de la energía eólica, que fluctúa con patrones menos predecibles.
Pero Texas está alcanzando rápidamente a California en energía solar, y las baterías ayudan cada vez más con los picos nocturnos. El 28 de abril, el sol se ponía justo cuando la energía eólica era inesperadamente baja y muchas centrales de carbón y gas estaban fuera de servicio por reparaciones. Las baterías entraron en acción, suministrando el 4% de la electricidad de Texas en un momento dado, suficiente para abastecer a un millón de hogares. El verano pasado, las baterías ayudaron a evitar apagones nocturnos proporcionando energía adicional durante un calor récord.
Fuentes: Electric Reliability Council of Texas vía Grid Status By The New York Times
Los dos estados construyeron sus flotas de baterías de maneras distintas. En California, los mandatos gubernamentales fueron el impulso: en 2019, a los reguladores les preocupaba que se estuvieran cerrando demasiadas centrales de gas antiguas, con el consiguiente riesgo de apagones, y ordenaron a las empresas de servicios públicos que instalaran rápidamente miles de megavatios de almacenamiento.
En Texas, dominan las fuerzas del mercado. El sistema eléctrico desregulado del estado permite que los precios fluctúen bruscamente, subiendo hasta 5.000 dólares por megavatio-hora durante la escasez aguda. Esto hace que a los promotores de baterías les resulte lucrativo aprovechar los picos, por ejemplo en lugares donde las líneas eléctricas se atascan periódicamente.
“En cualquier lugar donde creamos que el mercado va a estar tenso, podemos colocar baterías y equilibrar la situación”, afirma Stephanie Smith, directora de operaciones de Eolian, una empresa de desarrollo de baterías. “Luego, estamos todo el día haciendo apuestas sobre cuándo cargar y descargar”.
Una batería, por ejemplo, se encuentra cerca de Fort Worth y absorbe el exceso de energía eólica del oeste de Texas durante la noche, cuando nadie la necesita, y la inyecta en la red cuando aumenta la demanda.
Otros estados les siguen. En Arizona y Georgia, las compañías eléctricas tienen previsto instalar miles de megavatios de baterías para gestionar la creciente demanda de centros de datos y fábricas. Aaron Mitchell, vicepresidente de planificación y fijación de precios de Georgia Power, afirma que las baterías pueden instalarse rápidamente.
Sin embargo, el sector sigue encontrando obstáculos. Las baterías de iones de litio son inflamables y, aunque los operadores han tomado medidas para reducir el riesgo de incendio, algunas comunidades se oponen a proyectos en sus patios traseros. La mayoría de las baterías siguen procediendo de China, lo que las hace vulnerables a los conflictos comerciales. En Texas, un fondo estatal para subvencionar plantas de gas podría socavar el auge de las baterías. En otros estados, complejas normativas impiden a veces a las empresas de servicios públicos añadir almacenamiento de energía.
“Como estos recursos de almacenamiento son tan nuevos, las normas aún están poniéndose al día”, afirma Natalie McIntire, que trabaja en temas relacionados con la red eléctrica para el grupo ecologista Natural Resources Defense Council.
¿Pueden las baterías de red ayudar a combatir el cambio climático?
Aerogeneradores cerca de Sweetwater, Texas. En todo el país se está utilizando el almacenamiento en baterías para hacer frente al mayor punto débil de las energías renovables: el hecho de que el viento y el sol no siempre están disponibles. Tamir Kalifa para The New York Times
Los expertos afirman que las baterías de red podrían ser una herramienta útil para reducir las emisiones que calientan el planeta, aunque todavía necesitan más avances en cuanto a costes, tecnologías y forma de uso.
En Texas, muchas baterías actuales aumentan las emisiones de dióxido de carbono, según un análisis. Eso se debe a que los operadores se centran en maximizar los ingresos y a veces cargan con energía de carbón o gas.
“Estas baterías tienen una inmensa capacidad para reducir las emisiones de carbono, pero necesitan los incentivos adecuados para hacerlo”, afirma Emma Konet, cofundadora de Tierra Climate, una startup que trabaja para ayudar a las baterías a ganar dinero por reducir las emisiones.
En California, por el contrario, las baterías parecen estar reduciendo las emisiones de los combustibles fósiles. En abril, el consumo de gas del estado cayó a su nivel más bajo en siete años. “Hemos llegado a la conclusión de que las baterías están desplazando al gas natural cuando la generación solar sube y baja cada día”, afirma Max Kanter, director ejecutivo de Grid Status, una empresa de seguimiento de datos eléctricos.
Sin embargo, California sigue obteniendo aproximadamente el 40% de su electricidad del gas natural, y podría ser difícil para la tecnología actual de baterías sustituir todo eso. Según un análisis de BloombergNEF, la energía solar y las baterías pueden ser una alternativa rentable a las pequeñas centrales de gas que sólo se encienden cuando hay picos de demanda. Pero las baterías siguen siendo demasiado costosas para sustituir a muchas de las grandes centrales de gas que proporcionan una energía más estable día y noche.
“No es necesario construir un sistema con baterías que absorban hasta el último megavatio-hora, porque es un sistema muy caro”, afirma Meredith Fowlie, economista de la Universidad de California en Berkeley.
Las baterías de iones de litio actuales sólo pueden suministrar energía durante dos o cuatro horas antes de tener que recargarse. Si los costes siguen bajando, las empresas de baterías podrían ampliar esa autonomía a ocho o diez horas (es cuestión de añadir más baterías), pero quizá no sea rentable ir mucho más allá, afirma Nate Blair, experto en almacenamiento de energía del Laboratorio Nacional de
Energías Renovables.
Algunas empresas están explorando soluciones. En Sacramento, una empresa de nueva creación llamada ESS está construyendo baterías de “flujo” que almacenan energía en electrolitos líquidos y pueden durar 12 horas o más. Otra empresa emergente, Form Energy, está construyendo una batería de hierro-aire de 100 horas de duración. Estas ideas tendrán que competir con alternativas como la energía nuclear, la geotérmica avanzada o incluso el uso de hidrógeno verde para almacenar electricidad.
Los reguladores californianos dicen que podrían necesitar cinco veces más capacidad de almacenamiento para mediados de siglo, aunque no está claro qué tecnologías prevalecerán.
“Estamos sólo al principio”, dijo Phipps, del Operador Independiente del Sistema de California.
