La capacidad de almacenamiento de energía a escala de red de EE. UU. Podría multiplicarse por cinco para 2050

Fuente: https://cleantechnica.com/

«El potencial de mercado del almacenamiento de energía diurna está estrechamente relacionado con los crecientes niveles de penetración de la energía solar fotovoltaica en la red. El despliegue económico del almacenamiento también se ve impulsado principalmente por la capacidad de almacenamiento para proporcionar valor de capacidad y transferencia de tiempo de energía a la red».

El último informe en el estudio de futuros de almacenamiento muestra alcanzar las bisagras potenciales del mercado en la flexibilidad del sistema y la penetración solar fotovoltaica

Con la disminución de los costos de la tecnología y el aumento de la implementación de energías renovables, el almacenamiento de energía está destinado a ser un recurso valioso en las futuras redes eléctricas, pero ¿cuál es el potencial total del mercado para las tecnologías de almacenamiento y cuáles son los impulsores clave de una implementación rentable?

En el último informe del Storage Futures Study (SFS),  Economic Potential of Diurnal Storage in the US Power Sector , los analistas de NREL Will Frazier, Wesley Cole, Paul Denholm, Scott Machen y Nate Blair, describen un importante potencial de mercado para empresas de servicios públicos. almacenamiento diurno (hasta 12 horas) en el sistema de energía de EE. UU. hasta 2050. Descubrieron que el almacenamiento agrega el mayor valor a la red y la implementación aumenta cuando el sistema de energía permite que el almacenamiento proporcione simultáneamente múltiples servicios de red y cuando hay más energía solar fotovoltaica (PV ) penetración.

“Encontramos un potencial de mercado significativo para el almacenamiento de energía diurna en una variedad de escenarios modelados, la mayoría ocurriendo para 2030”, dijo Will Frazier, analista del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) y autor principal del informe. «Para lograr una implementación de almacenamiento rentable, el sistema de energía deberá permitir que el almacenamiento proporcione capacidad y servicios de red que cambian el tiempo».

El SFS , dirigido por NREL y respaldado por el Gran Desafío de Almacenamiento de Energía del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), es un proyecto de investigación de varios años para explorar cómo el avance de las tecnologías de almacenamiento de energía podría afectar la implementación del almacenamiento a escala de servicios públicos y la adopción del almacenamiento distribuido, que incluye impactos en la inversión y las operaciones futuras en la infraestructura del sistema eléctrico.

Capacidades ampliadas para modelar el potencial de almacenamiento

Para este trabajo, los investigadores agregaron nuevas capacidades al  modelo de expansión de capacidad del Sistema de Implementación de Energía Regional (ReEDS) de NREL para representar con precisión el valor del almacenamiento de energía de la batería diurna cuando se le permite proporcionar servicios de red, un desafío de modelado intrínsecamente complejo. Las métricas de costo y rendimiento se centran en las baterías de iones de litio porque la tecnología tiene más madurez de mercado que otras tecnologías emergentes. Debido a que el valor del almacenamiento depende en gran medida del tiempo, ReEDS simula las operaciones del sistema cada hora.

Los investigadores de NREL utilizaron ReEDS para modelar dos conjuntos de escenarios: uno que permite que el almacenamiento brinde múltiples servicios de red y otro que restringe los servicios que el almacenamiento puede brindar. Todos los escenarios utilizan diferentes supuestos de costo y rendimiento para el almacenamiento, la energía eólica, la energía solar fotovoltaica y el gas natural para determinar los impulsores clave de la implementación del almacenamiento de energía.

La capacidad de almacenamiento instalada podría multiplicarse por cinco para 2050

En todos los escenarios del estudio, la implementación de almacenamiento de energía diurna a escala de servicios públicos crece significativamente hasta 2050, con un total de más de 125 gigavatios de capacidad instalada en los modestos supuestos de costo y rendimiento, un aumento de más de cinco veces del total actual. Dependiendo del costo y otras variables, la implementación podría totalizar hasta 680 gigavatios para 2050.

Gráfico cortesía de NREL: la capacidad de almacenamiento de EE. UU. A escala de red podría multiplicarse por cinco para 2050.

Gráfico cortesía de NREL: la capacidad de almacenamiento de EE. UU. A escala de red podría multiplicarse por cinco para 2050.

«Estos son números que cambian el juego», dijo Frazier. «Hoy tenemos 23 gigavatios de capacidad de almacenamiento, todos los cuales son hidroeléctricos de bombeo».

Inicialmente, la nueva implementación de almacenamiento tiene una duración mayormente más corta (hasta 4 horas) y luego progresa a duraciones más largas (hasta 12 horas) a medida que aumenta la implementación, principalmente porque el almacenamiento de mayor duración es actualmente más caro. En 2030, el despliegue anual de almacenamiento de batería oscila entre 1 y 30 gigavatios en todos los escenarios. Para 2050, el despliegue anual oscilará entre 7 y 77 gigavatios.

La clave de flexibilidad del sistema para la implementación del almacenamiento

Para comprender qué podría impulsar el futuro despliegue de almacenamiento a escala de red, NREL modeló el potencial tecnoeconómico del almacenamiento cuando se le permite proporcionar de forma independiente tres servicios de red: capacidad, cambio de tiempo de energía y reservas operativas.

• Azul : reservas operativas y de cambio de tiempo de energía (sin capacidad firme de almacenamiento)
• Negro : capacidad firme y cambio de tiempo de energía (sin reservas operativas de almacenamiento)
• Verde : capacidad firme y reservas operativas (sin cambio de tiempo de energía desde el almacenamiento)

NREL descubrió que no permitir que el almacenamiento proporcione una capacidad firme tiene un mayor impacto en la implementación futura, aunque no permitir la capacidad firme o los servicios de transferencia de tiempo de energía también puede disminuir sustancialmente la implementación potencial. Las reservas operativas, por otro lado, no impulsan la implementación del almacenamiento dentro del estudio porque encuentran un potencial de mercado general limitado para este servicio.

Almacenamiento y simbiosis solar

Múltiples estudios de NREL han señalado la  naturaleza simbiótica de la energía solar y el almacenamiento , y este estudio refuerza esa relación. Más generación fotovoltaica acorta los períodos de demanda máxima y disminuye la capacidad de energía que se necesita del almacenamiento, lo que aumenta el valor de la capacidad de almacenamiento y disminuye de manera efectiva el costo de almacenamiento al permitir que las baterías de menor duración sean una fuente competitiva de capacidad máxima. NREL descubrió con el tiempo que el valor del almacenamiento de energía para proporcionar capacidad máxima aumenta a medida que aumenta la carga y se retiran los generadores existentes.

La generación de energía solar fotovoltaica también tiene una fuerte relación con los servicios en turnos. Una mayor generación de energía fotovoltaica crea perfiles de precios de energía más volátiles, lo que aumenta el potencial de cambio de tiempo de la energía de almacenamiento. Al igual que la capacidad máxima, el valor de la transferencia de tiempo de energía aumenta con el tiempo con una mayor penetración fotovoltaica.

Siguiente paso en el estudio de futuros de almacenamiento

El SFS continuará explorando temas del  informe fundacional que describe un marco visionario para la posible evolución de la industria de almacenamiento de energía estacionaria, y el sistema de energía en su conjunto.

El próximo informe de la serie evaluará el potencial de adopción por parte del cliente del almacenamiento diurno distribuido para varios escenarios futuros. El estudio también incluirá los mayores impactos de la implementación del almacenamiento en la evolución y las operaciones del sistema de energía.

Visite la  página de Storage Futures Study  para obtener más información sobre el estudio más amplio y conocer más sobre la investigación de análisis de energía de NREL  .

Obtenga más información en el seminario web del 22 de junio

Únase a un seminario web de  9 a 10 a.m. MT el martes 22 de junio para obtener más información sobre los resultados de SFS con Will Frazier y Nate Blair y escuchar al analista de SFS Paul Denholm sobre el marco visionario para la posible evolución de la industria de almacenamiento de energía estacionaria, descrito en el primer informe de la serie. Regístrese para asistir .