El almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo (PHES, por sus iniciales en inglés) ofrece una solución ampliamente disponible, altamente madura, de costos más bajos, de menor impacto y de mayor vida útil frente a la dunkelflaute.
El PHES representa el 95 % del almacenamiento de energía mundial. Existen 820 000 emplazamientos con una capacidad combinada de almacenamiento de 86 millones de GWh, equivalente a la capacidad útil de 2 000 000 000 000 baterías de vehículos eléctricos.
El PHES y las baterías constituyen una solución completa de almacenamiento de energía para la electricidad solar y eólica. Las baterías cubren el almacenamiento de alta potencia a corto plazo (unas pocas horas), mientras que el PHES garantiza almacenamiento nocturno, de varios días o incluso estacional.
El PHES de calidad premium ofrece almacenamiento energético en el rango de 5 a 5 000 GWh con un costo de capital entre 5 y 10 veces menor que el de las baterías (8 a 40 dólares) y una vida útil 10 veces superior (150 años). Los emplazamientos de calidad tienen una gran altura de caída (400-1 600 m), una alta relación agua-roca (10-50) y túneles de presión cortos (unos pocos km).
El costo del PHES está cayendo tan rápido como el de las baterías porque el Atlas Global de PHES ha identificado cientos de miles de excelentes sitios fuera de los cauces fluviales.
No se necesitan nuevas presas en ríos. La minería es mínima en comparación con la extracción de metales para baterías. Las paredes de los embalses se construyen extrayendo roca del lecho de los mismos. Aumentar el volumen de almacenamiento energético cuesta poco: se excava más roca para elevar un poco las paredes.
Los requerimientos de agua para el PHES son muy pequeños comparados con los de las baterías equivalentes (incluida la minería y el refinado). El uso de tierra también es muy bajo. El PHES premium almacena de 5 a más de 100 GWh por km², frente a las baterías de servicios públicos, que almacenan unos 15 GWh/km².
El terreno y el agua necesarios para proporcionar todo el almacenamiento energético que exige una economía próspera, totalmente electrificada y descarbonizada basada en energía solar y eólica se estiman en unos 2 m² por persona y 2 litros por persona y día, respectivamente.
El contenido económico local del PHES es elevado: construcción de embalses, túneles, casas de máquinas y líneas de transmisión. En cambio, la mayoría de los países importan baterías.
Casi todos los países disponen de PHES o pueden encontrarlo cerca. Europa tiene potencial ilimitado en Noruega, los Alpes y el sur del continente.
Los estados secos de Estados Unidos, como Texas y Nuevo México, cuentan con excelentes sitios para almacenar su abundante energía solar y eólica: desde instalaciones de 15 GWh para almacenamiento nocturno hasta plantas de 5 000 GWh para almacenamiento estacional. California, al igual que otros estados del oeste, tiene abundancia de sitios excelentes, mucho más de lo que necesitaría. Los estados de los Apalaches, desde Alabama hasta Canadá, también están bien dotados.
El sudeste y este de Asia, América Central y del Sur, África y Oriente Medio poseen vastas zonas idóneas, justo donde vive la mayoría de la población. India cuenta con miles de sitios, no solo en el Himalaya, sino también en el sur. La construcción de PHES en India está aumentando rápidamente, en paralelo con el despliegue acelerado de energía solar y eólica.
Incluso Australia, llana y árida, tiene muchos sitios excelentes. Pronto dispondrá de 400 GWh de almacenamiento PHES (15 kWh por persona), construidos a un costo de un céntimo por persona y día a lo largo de su vida útil de 150 años. Esto equivale a 8 000 GWh en Europa o 5 000 GWh en Estados Unidos. Australia avanza rápidamente en almacenamiento y transmisión porque tiene la mayor generación solar per cápita.
Y luego está China, quizá el país mejor dotado del mundo en relación con su escala de generación solar y eólica. China tiene una cartera de construcción de PHES de 16 GW anuales, junto con cientos de GWh de almacenamiento energético.
La energía solar combinada con PHES es ideal para proporcionar electricidad 24/7 a los centros de datos. Por ejemplo, un centro de datos de 1 GW en Nuevo México puede abastecerse con 5 GW de paneles solares orientados al sureste y suroeste con alta inclinación (para el invierno). El almacenamiento híbrido se logra con 2 GW de PHES de 25 horas (50 GWh) más 1 GW de baterías de 4 horas (4 GWh, para aprovechar picos al mediodía). El PHES puede recargarse lentamente desde la red fuera de los períodos de máxima demanda, y tanto el PHES como las baterías son remunerados por ayudar a estabilizar la red durante momentos de tensión.
Juntos, el PHES y las baterías eliminan la necesidad del gas. Las baterías absorben los ingresos altos por servicios auxiliares y picos matutinos y vespertinos. La hidroeléctrica bombeada aprovecha el exceso solar y eólico a bajo costo (o costo negativo) y entrega energía cuando los precios son altos durante noches, semanas y temporadas húmedas y sin viento.
La dunkelflaute (poco viento y escasa o nula luz solar) y el exceso de energía solar en verano son problemas cada vez mayores. El PHES ofrece una excelente solución disponible, especialmente cuando se combina con baterías, como se describe en un reciente artículo.
En países como China, India y Australia se observa una intensa actividad de despliegue de PHES. ¿Por qué apenas hay nuevos proyectos en Europa y Estados Unidos? El proyecto Nant de Drance, en Suiza, se completó recientemente, pero su volumen de almacenamiento es solo el 5 % del que está en construcción en Australia, que tiene apenas el 5 % de la población europea.
Algunas personas tienen la idea errónea de que el PHES requiere nuevas presas fluviales, grandes extensiones de terreno, mucha agua y altos costos, todo lo cual es falso. También parece haber cierta parálisis a la hora de construir nuevas líneas de transmisión para compartir energía solar, eólica y almacenamiento entre regiones y estados.
Autores: Prof. Ricardo Rüther (UFSC), Prof. Andrew Blakers (ANU)
Andrew.blakers@anu.edu.au
rruther@gmail.com
ISES, la Sociedad Internacional de Energía Solar, es una ONG acreditada por la ONU, fundada en 1954, que trabaja por un mundo con 100 % de energía renovable para todos, usada de manera eficiente y responsable.
The views and opinions expressed in this article are the author’s own, and do not necessarily reflect those held by pv magazine.
Este contenido está protegido por derechos de autor y no se puede reutilizar. Si desea cooperar con nosotros y desea reutilizar parte de nuestro contenido, contacte: editors@pv-magazine.com.
Al enviar este formulario, usted acepta que pv magazine utilice sus datos con el fin de publicar su comentario.
Sus datos personales solo se divulgarán o transmitirán a terceros para evitar el filtrado de spam o si es necesario para el mantenimiento técnico del sitio web. Cualquier otra transferencia a terceros no tendrá lugar a menos que esté justificada sobre la base de las regulaciones de protección de datos aplicables o si pv magazine está legalmente obligado a hacerlo.
Puede revocar este consentimiento en cualquier momento con efecto para el futuro, en cuyo caso sus datos personales se eliminarán inmediatamente. De lo contrario, sus datos serán eliminados cuando pv magazine haya procesado su solicitud o si se ha cumplido el propósito del almacenamiento de datos.
Puede encontrar más información sobre privacidad de datos en nuestra Política de protección de datos.