Para México, la integración de Sistemas de Almacenamiento de Energía (SAE) a gran escala es la pieza faltante para acelerar la transición energética. En las últimas dos décadas, México ha hecho avances importantes en reducir las emisiones del sector eléctrico a la par que ha ido electrificando su economía. Es momento de acelerar la transición a energía más limpia, confiable y asequible.
El reto de descarbonizar de forma acelerada la matriz energética para contribuir decididamente a la lucha contra el cambio climático dependerá de reducir las emisiones totales derivadas del uso de combustibles fósiles para la generación de energía eléctrica. La buena noticia es que existen tecnologías probadas que pueden ayudar en el desafío. Sin lugar a duda, mayores inversiones en hidroelectricidad, geotermia y biocombustibles serán esenciales, pero las dos tecnologías que pueden contribuir de forma más acelerada a disminuir las emisiones totales del sector eléctrico, debido al excelente recurso en distintas partes del territorio nacional, son la eólica y solar, que además, hoy en día, ya son las fuentes de generación más competitivas.
Pero para lograr una matriz energética dominada por fuentes renovables de energía será necesario incorporar otras tecnologías y soluciones que permitan dar la flexibilidad operativa que necesita el sistema eléctrico. Estas son variadas e incluyen transmisión (así como las conocidas como “alternativas sin cables”), generación térmica flexible, respuesta de la demanda y los SAE. Todas estas son necesarias, pero quiero centrarme en esta última.
Contrario a lo que su nombre pareciera implicar, los SAE no guardan electricidad o electrones en un almacén y no son únicamente baterías. Por SAE nos referimos a una gama amplia de tecnologías, incluyendo sistemas mecánicos, térmicos y electroquímicos. Para explicarlo de manera simple decimos que estos “cargan” cuando absorben energía y “descargan” cuando entregan la energía de regreso a la red. En realidad, dichos procesos de carga y descarga requieren la conversión para transformar un tipo de energía (la eléctrica) a otro tipo de energía como la mecánica, térmica y electroquímica. De esta forma, los SAE operan como un centro de carga, o consumo, seguido por su operación como generación, al convertir dicha energía almacenada de vuelta a energía eléctrica. Dicha transformación permite diferir en el tiempo una energía disponible para su conversión a energía eléctrica cuando esta es requerida, aunque con ciertas pérdidas.
La variedad de tecnologías instaladas en el país ha permitido incorporar fuentes intermitentes y variables de forma confiable. Para nadie es sorpresa que las tecnologías solares únicamente generan en horas con irradiancia solar, o que la eólica convierte la energía del viento en energía eléctrica, así como el agua almacenada en un embalse puede ser utilizada para la generación de energía eléctrica. Sin embargo, incorporar SAE, y en particular mediante baterías, es hoy una solución factible y necesaria.
“La variedad de tecnologías instaladas en el país ha permitido incorporar fuentes intermitentes y variables de forma confiable”.
Emparejar baterías con fuentes renovables nos permite diferir en el tiempo de una fuente de energía de cuando está disponible a cuando se necesita. También las baterías permiten proveer otros servicios a la red que tradicionalmente los parques solares y eólicos no proporcionan. Así, una central solar con baterías puede mitigar por completo el efecto que tiene la nubosidad en la generación solar y generar energía eléctrica después de la puesta del sol (ver Figura 1). En una mayor escala, baterías conectadas a la red nos permitirá reducir la generación con combustibles fósiles cuando la demanda es más alta. Con la ventaja de que las baterías se pueden instalar en cualquier punto del sistema, desde la generación hasta el usuario final. Funcionando de manera coordinada, la generación de fuentes variables con SAE nos permitirá incrementar la participación de energía renovable con la disponibilidad de tener esa energía cuando la requerimos.
Figura 1. Ejemplo de un día de operación real con nubosidad alta de La Toba Energy Center, en Baja California Sur. La línea dorada muestra la generación real fotovoltaica en mediciones de 5 minutos y la azul la carga (en negativo) y descarga (en positivo) de las baterías. El área verde corresponde a la potencia activa inyecta a la red de transmisión.
*/ Juan José Macedo es ingeniero eléctrico con más de 20 años de experiencia en el campo de la planificación del sector eléctrico. Actualmente se desempeña como Senior Manager Interconnections and Grid Analysis en Invenergy y es responsable de manejar los procesos de interconexión eléctrica en alta tensión para diferentes proyectos de generación en desarrollo y en operación en Latinoamérica, destacando la expansión del proyecto híbrido – solar + almacenamiento – La Toba en Baja California Sur.
Apasionado en estudios probabilísticos de confiabilidad de sistemas eléctricos de potencia, esto le ha permitido cuantificar los beneficios económicos de proyectos de HVDC como Grain Belt Express, en Estados Unidos. Es miembro de IEEE Composite System Reliability Working Group desde 2020.
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