Claves para entender el almacenamiento de energía

El mayor ingreso de generación ERNC en la matriz energética local está abriendo nuevas perspectivas para el desarrollo de estas soluciones, donde ya existen las baterías BESS de AES Gener, además de otros proyectos como bombeo hidráulico, soluciones con aire comprimido y volantes de inercia.

El almacenamiento de energía históricamente no aparecía en la planificación ni operación de los sistemas eléctricos. Sin embargo, actualmente esta solución está marcando una tendencia mundial de la cual Chile no es ajeno, debido a la mayor participación de generadores ERNC en los principales sistemas eléctricos (SIC-SING).

Gabriel Olguín, académico de la Universidad de Santiago, señala a Revista ELECTRICIDAD que existe una amplia gama de tecnologías de almacenamiento a nivel internacional, aunque en el mercado nacional solo se están dando los primeros pasos.

Tecnologías
Es así como se reconocen las siguientes tecnologías de almacenamiento:

Sistema por bombeo de agua: Opera desde un depósito hídrico de elevación más baja a una elevación más alta, lo que sirve para bajar el costo de la energía eléctrica en horas de punta.

Almacenamiento térmico: Almacenan energía térmica (calor) para luego utilizarla cuando sea necesario. En esta categoría se encuentran los proyectos de concentración solar de potencia con sales fundidas.

Mecanismos de aire comprimido (CAES): Aire almacenado a altas presiones en depósitos bajo tierra naturales o artificiales (minas abandonadas, cavidades rellenas en soluciones minerales o acuíferos) durante las horas de baja demanda que después opera en horas peak, moviendo un turbo generador.

Volantes de inercia: Aporta al sistema una inercia adicional de modo que le permite almacenar energía cinética y continúa su movimiento por inercia cuando cesa el motor que lo propulsa.

Baterías: Se usan de distintos tipo, como NaS (Sulfuro de Sodio); plomo ácido; Li-ion (sal de litio); VRB; Zn-Br (zinc-bromuro); Zn-Aire (oxidación del zinc con aire); NaNiCl2 (sal fundida), y Fe-Cr (flujo redox).

Usos
Carlos Finat, director ejecutivo de Acera, indica que estas soluciones de almacenamiento “son un buen complemento de las ERNC, especialmente de las centrales eólicas y solares, debido a que la energía generada por esas centrales puede ser almacenada en las horas en que ella es abundante, para luego ser suministrada al sistema en horas en las que entrarían al sistema centrales de generación caras a gas natural o diésel”.

Según el estudio “Impactos y desafíos de la nueva ley de Energías Renovables No Convencionales: efectos de la intermitencia en el mercado eléctrico nacional”, realizado por Andrés Pica y Enzo Sauma, académicos del Departamento de Ingeniería Industrial y de Sistemas de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Católica, “el mecanismo de bombeo de agua en embalses (PHS) y el almacenamiento de energía a través de aire comprimido (CAES) son los únicos dos sistemas de reserva de energía a gran escala disponibles comercialmente”.

Andrés Pica sostiene que otras opciones de almacenamiento menos maduras son los volantes de inercia (que acumulan energía en rotación, convirtiéndola en un generador que se inyecta rápidamente al sistema) y las baterías de distintos tipos, siendo la más competitiva las de sulfuro de sodio.

El académico explica que el sistema de bombeo de agua puede almacenar hasta 10,9 MWh, mientras que el aire comprimido lo hace en 16,8 MWh, seguidos por los volantes de inercia con 9,1 MWh, y las baterías NaS con 9,5 MWh.

Proyectos en Chile
Gabriel Olguín afirma que el almacenamiento de energía en Chile actualmente se concentra en “proyectos grandes a nivel de red (grid scale), como los dos proyectos de AES Gener, en la central Norgener y la central Angamos, que tienen sistemas Battery Energy Storage System (BESS), los cuales proporcionan reserva sincronizada o reserva en giro, en contenedores con un convertidor que acomodan la potencia e inyecta energía al sistema eléctrico”.

Además, Carlos Finat indica que “en Chile ya se encuentran anunciados dos proyectos que contemplan almacenamiento de energía de gran tamaño: el proyecto Cerro Dominador de concentración solar con torre de sales fundidas y estanques y la central Espejo de Tarapacá de la empresa Valhalla Energía, que contempla el bombeo de gran escala”.

Francisco Torrealba, cofundador y gerente de Estrategia de Valhalla Energía, sostiene a Revista ELECTRICIDAD que el almacenamiento “es una de las claves para aumentar la penetración de ERNC en un mercado que continúa construyendo proyectos. Hasta hoy no había necesidad de contar con estos sistemas, pero ahora se ha transformado en una urgencia”.

Soluciones
Los actores privados que están presentes en el mercado local también anticipan un mayor crecimiento en este tipo de tecnologías. Joaquín Zaror, engineer and business developer of Energy Storage System de Siemens Chile, señala a este medio que la tecnología predominante en el sector de batería de almacenamiento es el ion litio, “debido a las propiedades técnicas y medioambientales que tiene. Además se estima que a 2020 su valor por kWh almacenado costará un 50% menos que hoy”.

Zaror sostiene que el ion litio tiene la ventaja de almacenar bloques de potencia, pues “soporta bien niveles elevados de corriente, no como el plomo ácido y el niquel cadmio. A nivel mundial esta es una tecnología que está en nivel de desarrollo, sin un fabricante líder aún”.

Según el ejecutivo, el mercado también apunta al almacenaje de energía a nivel domiciliario, de la mano del desarrollo de la generación distribuida. “Como ha pasado con otro tipo de tecnología, el almacenamiento parte a nivel industrial y luego se va modificando al consumo masivo y algo similar pasará con el ion litio”.

Roger Lin, director de Product Marketing de NEC, empresa proveedora de las baterías de las soluciones BESS en las centrales de AES Gener, señala a Revista ELECTRICIDAD que estas soluciones tienen una oportunidad en el mercado chileno. “El almacenamiento ayuda a hacer un cambio en la energía para que sea despachada en momentos más atractivos, además de reducir la variabilidad de la generación, por lo que el operador tendrá menos problemas para tener la red estable”, precisa el ejecutivo.

Julio Friedmann, vicepresidente Latinoamérica Cono Sur de Alstom indica a este medio que la empresa francesa tiene interés en desarrollar la tecnología de concentración solar de potencia en el país, “porque pensamos que, para hacer una oferta competitiva en la próxima licitación de suministro al sector regulado, y tener un costo de electricidad que compita con otras tecnologías de base, el almacenamiento es una condición para una oferta de generación de base”.

La empresa boliviana Batebol, en tanto, se estableció en el mercado nacional para ofrecer baterías de almacenamiento, de 70 a 150 amperes, apostando al desarrollo que se experimenta con el uso de energías alternativas en el país.

Marcos Zárate, gestor de Marketing de la compañía, explica a Revista ELECTRICIDAD que tienen la batería AGM VRLA, “siendo la única que se hace en Sudamérica, pues tiene tecnología de baterías de gel, con un separador que actúa como una esponja, absorbiendo el líquido que está adentro de la batería y eso hace que tenga un mejor rendimiento.

También tiene válvulas reguladas que permite recombinar los gases cuando la batería es sometida a cargas y descargas y así evitar que se hinche y que pueda explotar”.

Las baterías son de plomo ácido, hechas con pilas recicladas, “y se pueden utilizar en hospitales en caso de interrupciones de suministro eléctrico, al igual que en el hogar y sistemas fotovoltaicos. En Bolivia se utilizan como respaldo para cajeros automáticos en los bancos”, sostiene Zárate.