El Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) acaba de publicar el «Análisis del estado actual del almacenamiento detrás del contador en España». El documento muestra las diferentes tecnologías de almacenamiento de energía, haciendo especial hincapié en los pros y los contras que presentan las más utilizadas en los sistemas de autoconsumo, o detrás del contador. 

El Análisis del estado actual del almacenamiento detrás del contador en España detalla la situación de los sistemas de almacenamiento que no se encuentran conectados a la red de distribución, o sea, los que funcionan en el ámbito doméstico, de pequeños negocios y de la industria, y que son de menor tamaño (normalmente, baterías). El objetivo de este informe es, según el IDAE, poner el foco en el estado de los sistemas de almacenamiento detrás del contador en España, es decir, "aquellos sistemas asociados a consumidores residenciales, comerciales o industriales". El documento no aborda sistemas de almacenamiento mecánico, como el bombeo, el aire líquido y el aire comprimido, que el IDAE ha descartado "por ser sistemas que, hoy por hoy, necesitan grandes infraestructuras y disponen de capacidades energéticas muy elevadas como para ser consideradas detrás del contador". El Instituto tampoco recoge en su análisis las centrales solares termoeléctricas, que utilizan tanques de sales fundidas para almacenar la energía solar en forma de calor (y que el IDAE ha considerado también como sistemas delante del contador). Y lo mismo ha hecho -no las ha contemplado en su análisis- con las tecnologías de almacenamiento químico, como el hidrógeno o el gas natural sintético. El Instituto reconoce en todo caso que, "en el futuro, la evolución tecnológica y económica del mercado puede abrir la posibilidad de que estas nuevas tecnologías sean también coste-eficientes para el consumidor final".

Capítulo por capítulo

El Análisis del IDAE está organizado en capítulos. Tras el introductorio, el capítulo 2 lleva a cabo un análisis de las diferentes tecnologías de almacenamiento de energía, haciendo hincapié en aquellas tecnologías más susceptibles de ser empleadas en las instalaciones de los consumidores finales. A continuación, el capítulo 3 describe las barreras tecnológicas, del mercado eléctrico, económicas, regulatorias y de operación existentes en la actualidad para el desarrollo de este tipo de sistemas. En el cuarto apartado, el Instituto analiza la rentabilidad de los sistemas de almacenamiento en diferentes sectores. En el capítulo 5 se definen y se muestran diversos ejemplos de nuevos modelos de negocio vinculados a los sistemas de almacenamiento situados detrás del contador, y en el sexto se muestran la cadena de valor y el posicionamiento del sector industrial español en esta. Finalmente, en el séptimo y último capítulo, se muestran las conclusiones del documento. [Bajo estas líneas, tabla extraída del Análisis del IDAE].


Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía

«El despliegue del almacenamiento es clave para dar flexibilidad al sistema energético y, por tanto, mejorar la integración de las energías renovables, tal y como recogen el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2021-2030, la Estrategia de Descarbonización a Largo Plazo y la Estrategia de Almacenamiento Energético, que estima las necesidades de almacenamiento en veinte gigavatios (20 GW) para el año 2030, en el que se incluye un mínimo de cuatrocientos megavatios (400 MW) de baterías detrás del contador»



Según el Análisis del IDAE, las tecnologías de almacenamiento detrás del contador más utilizadas actualmente son las baterías electroquímicas, especialmente las de tipo Li-ion. Estas se emplean tanto en instalaciones estacionarias como en vehículos eléctricos, que a la vez pueden conectarse a punto de consumo a través de la tecnología vehicle-to-building (V2B) o proporcionar servicios al sistema eléctrico mediante la tecnología vehicle-to-grid (V2G). Además, el almacenamiento de calor sensible (como los sistemas ACS*) también es una tecnología muy madura y ampliamente utilizada en el ámbito residencial, que, con un adecuado control inteligente, también es capaz de ofrecer una optimización de los costes energéticos del consumidor, así como servicios a la red.

Pros y contras de las baterías más ampliamente utilizadas en aplicaciones detrás del contador

Las baterías Li-ion -explica el IDAE en su análisis- disponen de densidades de potencia y energía elevadas en comparación con otros tipos de baterías. Además, otras características, como una muy buena eficiencia y un ciclo de vida relativamente largo, hacen que este tipo de baterías sean las más ampliamente utilizadas en aplicaciones detrás del contador. Se debe tener en cuenta, no obstante, que la eficiencia disminuye entre un 0,5 y un 1,5% por cada 1.000 ciclos durante su vida útil.

Algunas desventajas son el riesgo de deflagración y el elevado coste en comparación con la tecnología de plomo ácido. Otra característica importante que se debe tener en consideración es su degradación. A temperaturas y estados de carga elevados la capacidad energética puede disminuir incluso sin utilizar la batería por un fenómeno que atrapa los iones de litio en el ánodo.

Otro tipo de degradación sucede durante el funcionamiento normal de la batería y consiste en la formación de una capa metálica en la superficie del ánodo a causa de reacciones químicas no deseadas. Se deben evitar corrientes elevadas y bajas temperaturas para impedir este tipo de degradación.

En relación con las materias primas de este tipo de baterías, cabe destacar la importancia en la utilización de mezclas con componentes abundantes y no contaminantes. De las cinco tipologías mencionadas, hay dos que utilizan componentes tóxicos, como el níquel y el cobalto (baterías NMC y NCA). Además, las reservas mundiales de este último material son escasas. Sin embargo, el resto de las mezclas (baterías LMO, LFP y LTO) emplean materiales abundantes y no tóxicos.

Características de los sistemas de almacenamiento por baterías

• Capacidad de potencia (MW)

Es la potencia máxima de descarga que el dispositivo puede conseguir desde un estado de carga completa. Algunos sistemas de baterías permiten descargar a potencias superiores para duraciones limitadas.

• Capacidad energética (MWh)

Es la cantidad máxima de energía que la batería puede almacenar.

• Densidad de potencia (W/l)

Indica la potencia instantánea que puede suministrar una batería por unidad de volumen.

• Densidad de energía (Wh/l)

Es la capacidad de energía que puede almacenar la batería por unidad de volumen.

• Tiempo de descarga (h)

Es la cantidad de tiempo que un sistema de almacenamiento puede descargar su capacidad de potencia. Llamado también «C-rate», es la ratio entre la capacidad de potencia y la capacidad de energía de una batería y puede ser diferente para los procesos de carga y descarga.

• Vida útil (ciclos)

Es el número de ciclos de carga y descarga que la batería puede completar durante su vida sin perder un rendimiento considerable.

• Autodescarga (%)

Corresponde a la carga que pierde el dispositivo mediante reacciones químicas internas sin utilización.

• Estado de carga (%)

Representa el nivel de carga de la batería entre carga y descarga total.

• Profundidad de descarga (%)

Es la ratio entre la capacidad entregada por la batería durante la descarga y la capacidad nominal de esta.

• Eficiencia (%)

Es la ratio entre la descarga y la carga de energía de la batería. Este parámetro tiene en consideración las pérdidas de autodescarga y otras pérdidas eléctricas.

• Coste (€/kWh)

Es el coste de la batería por unidad de energía almacenada. Se puede referir tanto al coste de inversión como al coste de operación y mantenimiento durante su vida útil.

• Madurez

Se refiere a la fase de evolución en la que se encuentra la tecnología

El IDAE considera en su Análisis que, a nivel regulatorio, "se debe desarrollar el marco normativo que especifique los derechos y las obligaciones de la figura del almacenamiento". La Estrategia de Almacenamiento aprobada el 9 de febrero de 2021 marca la dirección y objetivos que seguir para avanzar en el despliegue de estos sistemas alrededor del territorio español según los objetivos fijados en el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2021-2030.

Conclusiones

A nivel tecnológico, se necesita seguir trabajando para obtener dispositivos más eficientes, de menor coste y con una mayor vida útil. Además, es clave promover la segunda vida de los sistemas de almacenamiento con el objetivo de evitar la sobreexplotación de los recursos naturales ligada a la producción de algunos de los sistemas.

Según el Análisis del IDAE, una de las oportunidades para mejorar la rentabilidad de los sistemas de almacenamiento será la capacidad de innovar en el modelo de negocio de despliegue y financiación de estos sistemas. En este sentido, el Instituto identifica tres tipologías de modelos de negocio principales:

1) sistemas de almacenamiento propiedad del consumidor sin acceso a mercado, con el objetivo de optimizar su factura de electricidad y/o maximizar su independencia energética;

2) sistemas de almacenamiento propiedad del consumidor, con acceso a mercado directamente o a través de la figura del agregador, y

3) el almacenamiento as-a-service, donde los dispositivos de almacenamiento son propiedad de un tercero cuyo objetivo es maximizar el valor derivado de estos sistemas.

Cadena de valor

En lo que se refiere al mercado español, el análisis que hace el IDAE de la cadena de valor de los sistemas de almacenamiento detrás del contador muestra que "existen empresas del sector privado en todas las fases de la cadena, con una presencia importante en las fases de fabricación de sistemas de almacenamiento, integración y desarrollo, y servicios al usuario final". En cuanto a los centros de investigación -señala el Instituto-, hay una gran cantidad de ellos que participan en todas las fases de la cadena de valor, exceptuando la fase de servicios al usuario final.

El Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia destina un presupuesto al ámbito del almacenamiento asociado a sistemas de autoconsumo de 110 millones. Además, el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico ha lanzado a audiencia pública una orden ministerial para otorgar ayudas, por hasta 125 millones de euros, a proyectos innovadores de almacenamiento energético. Con esas iniciativas, el Ejecutivo se propone alcanzar los 600 MW instalados, a través de sistemas de almacenamiento, en 2023.

*Almacenamiento de calor sensible

Es la tecnología de almacenamiento térmico más utilizada en aplicaciones de escalas residencial e industrial. Su funcionamiento se basa en aumentar o disminuir la temperatura de un material líquido o sólido con una elevada capacidad calorífica con el objetivo de almacenar y liberar la energía térmica para aplicaciones de baja temperatura. A escala residencial, una opción muy común es la utilización de termos de agua caliente sanitaria (ACS). Estos dispositivos, que almacenan la energía en forma de calor sensible del agua, se pueden combinar junto con captadores fotovoltaicos para aprovechar los excedentes de generación renovable. Además, en caso de añadir control inteligente, estos dispositivos pueden gestionarse de manera agregada para dar servicios de flexibilidad al sistema. En esta categoría también podrían incluirse otros elementos de climatización como son las bombas de calor, cuando estas están acopladas a algún tipo de almacenamiento térmico, como pueden ser los acumuladores.

Análisis del estado actual del almacenamiento detrás del contador en España 

Fuente:https://www.energias-renovables.com/almacenamiento/autoconsumo-todo-lo-que-querias-saber-sobre-20211119