El mundo necesita descarbonizarse, y esto significa una transición a fuentes de energía bajas en carbono (y / o renovables), tanto aumentando el aporte renovable a la red como utilizando electricidad verde para reemplazar la energía fósil utilizada en aplicaciones como calefacción doméstica.
Al aplicar esto específicamente al Reino Unido, Storelectric ha identificado una serie de desafíos críticos para la transición energética y sus soluciones. Estos se analizan a continuación.
Intermitencia
La mayoría de las energías renovables generan electricidad de forma intermitente, es decir, cuando quieren. Esto se aplica a la energía eólica, solar, mareomotriz y undimotriz. Pero queremos la electricidad cuando la queremos: una demanda constante de “carga base” a la que se suma la demanda variable (hora del día, día de la semana y relacionada con el clima). El almacenamiento de larga duración es necesario a la misma escala que la generación renovable para convertir su intermitencia en energía bajo demanda (energía "despachable")
Suficiencia
Durante los “tiempos de estrés del sistema” (es decir, alta demanda y / o baja generación renovable), el Reino Unido ya depende de las importaciones a través de interconectores para mantener las luces encendidas. Estos momentos incluyen después de la puesta del sol en una tarde de invierno sin viento. Los patrones climáticos pueden extender esto durante incluso hasta quince días. De hecho, el kalte Dunkelflaute ("depresión fría y oscura") es un patrón meteorológico que se extiende durante quince días a la mayor parte de Europa, cada dos años. En solo unos pocos países y unos días, es mucho más frecuente.
Sin embargo, los planes de transición energética de todos nuestros vecinos (excepto Islandia, Noruega y Suiza) también dependen de las importaciones para 2040 durante esos momentos. Entonces, si todos están importando, ¿quién está exportando? Por lo tanto, la única forma confiable de mantener las luces encendidas es tener suficiente generación de carbono cero (por ejemplo, nuclear, biomasa, digestión anaeróbica) y almacenamiento durante esos períodos.
Brexit
Los únicos factores que obligan a nuestros vecinos a adherirse a los contratos de exportación durante "tiempos de tensión del sistema" son el mercado único, tal como lo hace cumplir el Tribunal de Justicia de las Comunidades Europeas. Ninguno de los dos se aplicará después del Brexit.
Por lo tanto, durante esos momentos de estrés del sistema, será políticamente inaceptable que cualquier empresa de servicios públicos continental le diga a su gobierno que un apagón doméstico se debió a que podrían ganar unos pocos millones de euros exportando la energía requerida al Reino Unido. En realidad, esto proporciona un imperativo político para que nuestros vecinos corten sus exportaciones al Reino Unido en nuestros tiempos de mayor necesidad. Por lo tanto, a menos que almacenemos suficiente electricidad a nivel nacional, nuestras luces se apagarán en algún momento, tarde o temprano.
Aplicabilidad mundial
El enigma del Brexit no se aplica únicamente a Gran Bretaña. Se aplica a todas las redes del mundo, que dependen de las importaciones durante tiempos de estrés del sistema. Esto se debe a que cada red exportadora dará (y, políticamente, debe) priorizar a sus propios consumidores sobre las exportaciones. Por lo tanto, todas las redes a nivel mundial deberían planificar el almacenamiento de suficiente electricidad para superar los peores períodos de alta demanda y / o baja generación renovable.
Refuerzo de rejilla
Debido a esta intermitencia, para adaptarse a los picos de generación dondequiera que se construya el almacenamiento, las redes deben triplicarse al menos en tamaño. Esto es inasequible y las nuevas líneas de transmisión serían una mancha importante en el panorama. Sin embargo, al convertir la intermitencia en capacidad de despacho, el almacenamiento a gran escala y de larga duración puede reducir a la mitad o incluso eliminar dichas necesidades de refuerzo.
Estabilidad de la red
De vez en cuando, siempre se producirán fallas en las redes. Cualquier falla, donde no hay inercia natural, crea un cambio escalonado en la corriente, el voltaje y la frecuencia de la red. Antes de los apagones generalizados en el Reino Unido el 9 de agosto de 2019, se creía que los sistemas conectados en CC (por ejemplo, baterías, interconectores, energía eólica y solar) pueden proporcionar una "inercia sintética" para reemplazar la inercia real que se pierde por el cierre de las centrales eléctricas.
Sin embargo, la "inercia sintética" es un tiempo de respuesta muy rápido; cualquier tiempo de respuesta es un retraso, que produce un pico en la red conocido como evento RoCoF (tasa de cambio de frecuencia). Son esos eventos RoCoF los que convirtieron dos viajes iniciales en una cascada de viajes en todo el país que bloquearon los hogares, la infraestructura, los hospitales y la industria de un millón de personas. Si bien la “inercia sintética” es buena para recuperarse de fallas, solo la inercia real / natural puede evitar que caigan en cascada.
Inicio negro
Las redes deben implementar planes de contingencia para cuando la red falle por completo y, por lo tanto, no tenga la energía para el arranque de las centrales eléctricas o la frecuencia con la que la generación se pueda sincronizar. La Red Nacional del Reino Unido ha investigado formas de entregar esto a partir de recursos distribuidos y descubrió que esto es costoso, extremadamente complejo, aumenta en gran medida el tiempo de restauración (a muchas horas, en lugar de minutos) y, en muchos casos, es imposible como voltaje más bajo. Las redes a menudo no pueden proporcionar lo que se requiere para energizar el siguiente nivel de voltaje hacia arriba de la red. El almacenamiento a gran escala y de larga duración puede hacer esto, con configuraciones adecuadas.
Qué se necesita
Lo que se necesita para todos estos desafíos es un almacenamiento de larga duración a gran escala configurado adecuadamente, ya que todas estas tecnologías son naturalmente inerciales. Y Storelectric ha pasado casi una década desarrollando una cartera de tecnologías eficientes, rentables y ampliamente implementables, basadas en el almacenamiento de energía por aire comprimido (CAES), que es muy rentable en el mercado actual y lo será cada vez más a medida que avanza la transición energética.
Comenzando ahora
Todo el almacenamiento de larga duración a gran escala tarda años en planificarse, construir y conectarse a las redes. Por lo tanto, para mantener las luces encendidas en 2030, las redes deben comenzar a construir sus primeras plantas de este tipo en 2021 para tener suficiente construcción para 2030. Y como estas plantas serán un requisito para las redes Net Zero de 2050, comenzar ahora es la mejor manera de minimizar los costos y la interrupción de la transición energética.