“No por falta de ideas II”. Peter Green del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) de Estados Unidos

Segunda parte de la charla de los colegas Eckhart Gouras, CEO Global de pv-magazine y Christian Roselund, editor en jefe de pv-magazine USA, con el Dr. Green.

pv magazine USA: El NREL ha realizado varios estudios sobre la integración de energía renovable en la red durante la última década. ¿Cómo ha avanzado el conocimiento de la integración de niveles más altos de energía eólica y solar a la red y por qué es importante para el NREL hacer este trabajo?

Peter Green: Basándonos en nuestro conocimiento de la ciencia y la tecnología de varias fuentes de generación de energía renovable, nuestras instalaciones informáticas de alto rendimiento y nuestra experiencia en el análisis técnico-económico, estamos en una posición única para hacer este tipo de trabajo.

Con la integración de mayores cantidades de energías renovables (eólica, solar) en la red surgen muchas preguntas, incluida la estabilidad de voltaje (flujo de energía de dos vías porque los consumidores pueden vender la energía generada en sus hogares a la red).

Hace algunos años, realizamos el estudio EGRIS, en el que consideramos un número de consumidores en el este de los Estados Unidos, un gran número de instalaciones de generación (renovables y no renovables) y sus operaciones, y utilizando intervalos de tiempo realistas. Realizamos las simulaciones por computadora más sofisticadas del mundo para comprender los desafíos potenciales para la generación de energía. Estos tipos de estudios proporcionan información sobre la planificación para futuras necesidades de infraestructura, incluidos los requisitos de rendimiento de dispositivos de electrónica de potencia, para penetraciones altas (> 50 por ciento) de energía renovable variable. Desde entonces, el NREL ha publicado otros artículos sobre este tema.

pv magazine USA: Creo que todos hemos notado las peticiones de ciertos políticos para recortar los fondos tanto para la energía renovable como para la investigación básica; sin embargo, el NREL ha mantenido niveles de financiamiento relativamente estables en los presupuestos recientes que han pasado por el Congreso de los Estados Unidos. ¿Puede comentar sobre la base del apoyo político que tiene el NREL y por qué es tan amplio?

Peter Green: Sí, la buena noticia para nosotros es que nuestro presupuesto operativo está en excelentes condiciones y contratamos investigadores adicionales para una amplia gama de nuestros programas. Creo que la gran cantidad de asociaciones con empresas eléctricas, la industria y el mundo académico han demostrado que agregamos valor. La administración entiende lo que realmente traemos a la mesa.

Las visitas del Secretario de Energía de Estados Unidos, Rick Perry, nos han permitido demostrar nuestras capacidades e impacto real y contarles sobre el trabajo serio que el laboratorio realiza en nombre de la nación. Todos han estado contentos, y eso ha ayudado mucho.

En resumen, hay mucho apoyo de personas y organizaciones con las que hemos trabajado y esto ha sido útil.

pv magazine USD: Usted ha hablado del trabajo del NREL siendo un actor muy activo en la investigación de cómo aumentar la penetración de las energías renovables, incluida la energía solar. ¿Cómo ve el desarrollo de las baterías de almacenamiento? ¿Qué ritmo de adopción podemos esperar el año que viene y los subsiguientes?

Peter Green: Todo indica que la adopción de las baterías aumentará porque los precios están descendiendo de manera continua a un ritmo más rápido de lo esperado, debido a los avances científicos y de fabricación.

Existe una amplia gama de productos químicos para baterías, más allá de las baterías de litio, que están siendo investigadas por laboratorios de todo el mundo. Anticipamos una tendencia continua hacia reducciones de precios y mayor confiabilidad; a medida que los precios bajen habrá más adopción.

Las baterías continúan siendo incorporadas al sistema a un ritmo acelerado en todo el mundo. Los chinos han desarrollado políticas para asegurar el crecimiento de los mercados.
Todos los grandes fabricantes de automóviles tienen planes para una mayor adopción.

pv magazine USA: ¿Realmente ve que varias tecnologías de batería van a estar involucradas? ¿No estará dominado por el litio?

Peter Green: Para la próxima década, las baterías de iones de litio serán dominantes. Pero hay nuevas oportunidades por ahí. Por ejemplo, nuevas baterías químicas están disponibles y pronto se descubrirán otras. Esto queda claro en la literatura científica.

El trabajo en baterías de flujo para aplicaciones de almacenamiento en red es prometedor. Las baterías de flujo de vanadio son un buen ejemplo. El NREL está involucrado en todas estas áreas, incluidas las baterías de próxima generación, más allá del ion litio, y la seguridad y el rendimiento de la batería.

pv magazine USA: Es muy interesante cómo el NREL también está involucrado en el sector automotriz. Usted mencionó su asociación con las grandes empresas de automóviles. Así que realmente comprende cómo se implementa el almacenamiento y el ion litio, y qué necesitan estos fabricantes de automóviles. Por lo tanto, también puede incluir eso en sus investigaciones, en términos de lo que las baterías deben entregar, lo que el almacenamiento de energía tiene que entregar, para aumentar realmente la proporción de energías renovables en la generación de energía.

Peter Green: cuando pienso en las energías renovables en el sistema de transporte, normalmente se me ocurren tres cosas. Primero, los biocombustibles, producidos a partir de residuos de plantas (no de maíz), desempeñarán un papel importante. Esto será particularmente cierto para el transporte de larga distancia de vehículos pesados (sin considerar los camiones eléctricos de corta distancia utilizados en algunas ciudades europeas).

El segundo caso involucra vehículos propulsados por pilas de combustible de hidrógeno. Los vehículos impulsados por hidrógeno (muchos de los cuales se conducen en el sur de California) tienen un alcance de hasta 400 millas. Tales vehículos están disponibles en el campus del NREL.

El laboratorio tiene actividades importantes en esta área, en colaboración con otros laboratorios y la industria automotriz. El desafío es el costo y la falta de una infraestructura de abastecimiento de combustible a gran escala; esto se resolverá con el tiempo.

Finalmente, la mayoría de los fabricantes de automóviles esperan que el costo de las baterías sea lo suficientemente bajo, para el año 2023, que la mayoría de las personas querrán poseerlas. El costo de mantenimiento de los vehículos eléctricos también es más barato que los vehículos con motor de combustión interna. Por supuesto, la adopción generalizada de vehículos eléctricos estará limitada por la infraestructura de carga.

pv magazine USA: Me pregunto ¿cómo funcionará eso?

Peter Green: En realidad, esto es más sencillo de lo que parece. El NREL ha publicado trabajos que evalúan diferentes escenarios de adopción de vehículos eléctricos y la infraestructura de carga que se requeriría. Estados como California y Colorado están haciendo planes para una eventualidad de uso generalizado de EV. También hemos publicado un estudio que evalúa los efectos de diferentes porcentajes de adopción de vehículos eléctricos y el efecto de la carga no coordinada en el rendimiento de la red eléctrica. La investigación en esta área proporcionará la orientación adecuada a los planificadores comunitarios.

pv magazine USA: ¿Cuáles serían sus principales recomendaciones para los países en desarrollo que podrían beneficiarse de la energía fotovoltaica?

Peter Green: Prácticamente todos los lugares del mundo reconocen la importancia de la fotovoltaica. El precio ha bajado y sigue bajando, hasta el punto en que es competitivo con básicamente cualquier otra forma de generación de energía. Por lo que es cada vez más asequible en todas partes. Los clientes usarán la energía fotovoltaica solo mientras puedan obtener ahorros y ciertamente pueden hacerlo.

pv magazine USA: Un tema trascendente. Aumentar la penetración de las energías renovables como la solar y el asunto del Cambio Climático, tema de la reciente reunión de la COP 24 de Katowice, Polonia, y de la cual, por cierto, no hemos recibido suficiente información.

¿Cree que todavía podemos detener este calentamiento? ¿Cree que la energía solar y otras fuentes de energía renovables pueden desempeñar un papel aún más importante para ayudar?

Peter Green: La energía solar y el viento jugarán un papel más importante en el futuro. La investigación sobre la energía eólica de próxima generación (turbinas eólicas mucho más grandes y parques eólicos más eficientes) y células solares baratas, estables y más eficientes (por ejemplo: perovskitas y células solares de múltiples conexiones de bajo costo y alta eficiencia), todo proporcionará más terawatts de potencia necesarios para proporcionar energía para el mundo.

Otras fuentes renovables, junto con las nuevas tecnologías de almacenamiento rentables, son eminentes. Los investigadores de todo el mundo están muy motivados. Creo que en el análisis final, la economía impulsará las decisiones.

La otra buena noticia es que, en las ciudades y pueblos de todo el mundo, el comportamiento de los individuos está influenciado en las políticas locales. En otras palabras, los esfuerzos locales en todo el mundo están demostrando ser efectivos.

En definitiva, no es por falta de ideas. Las ideas están aquí. Las tecnologías están aquí. Es solo una cuestión de si podemos hacer las cosas lo suficientemente baratas y si las personas las adoptarán.

Se requiere un esfuerzo por parte de todos en todo el mundo, literalmente por cada persona.

Entrevista planeada y organizada por el director general de pv-magazine Eckhart Gouras, el editor de pv-magazine Americas, Christian Roselund y el director de Energía Hoy, Santiago Barcón Palomar.