Almacenamiento de energía: clave para la descarbonización

Las políticas energéticas y de cambio climático de la Unión Europea para la descarbonización de la economía giran en torno a tres grandes ejes: la reducción de emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI), una mayor proporción de renovables sobre el consumo final y la mejora de la eficiencia energética.

Todo ello, encaminado a alcanzar una economía neutra en carbono en 2050, según compromiso de la nueva presidenta de la Comisión Europea en su discurso de investidura del pasado 16 de julio.

La descarbonización de la economía centra sus ámbitos de acción en tres grandes frentes sobre los que ya se actúa: la generación de electricidad, los procesos industriales y el transporte. Para el transporte, se está desarrollando una transición hacia diferentes alternativas energéticas (electricidad, hidrógeno) mientras que la industria centra sus esfuerzos en el cambio de combustibles y la optimización y mejora de la eficiencia energética de sus procesos.

En la generación de electricidad, el cambio va inexorablemente de la mano de las energías renovables, pero aquí surgen contratiempos técnicos de necesaria solución. Una importante carencia de las renovables actuales es su dependencia de recursos no gestionables, como el sol, el viento o el agua. Así, para conseguir una mayor –y obligada– penetración en la producción de electricidad, es necesaria una decidida apuesta por tecnologías de almacenamiento de energía a gran escala que aporten flexibilidad y garanticen el suministro de la energía almacenada cuando exista demanda.

Y no solo porque este almacenamiento permitirá gestionar los excedentes generados y mitigar los periodos de indisponibilidad de las renovables, sino también porque contribuirá a garantizar la potencia firme del sistema, salvaguardia que hasta ahora solo aportaban centrales nucleares, de carbón y ciclos combinados.

Hablamos de sistemas capaces de amortiguar de manera adecuada los desequilibrios del sistema eléctrico asociados a la producción y demanda, con lo que una matriz de generación que incorporase almacenamiento eléctrico a gran escala solventaría, entre otros temas, la inminente retirada de centrales termoeléctricas de carbón y de centrales nucleares en el corto y medio plazo. 

Pero el sector industrial necesita herramientas más potentes que la simple mejora de la eficiencia para avanzar hacia la descarbonización. Nos referimos al almacenamiento de energía de origen renovable (convertida en electricidad o no) como fuente que sustituya a los combustibles fósiles en procesos de generación de calor o frío para la industria. Sirva solo un detalle: en Europa, el 70% de las emisiones industriales de GEI proviene de estos procesos, que son sustituibles por otros de origen renovable.

Está claro que estas tecnologías de almacenamiento serán aliadas en la necesaria reducción de emisiones de la industria. Ahora bien, ¿cuál es la más adecuada?

En los últimos tiempos –y para complementar el papel limitado de las centrales de bombeo– se está incentivando el desarrollo de tecnologías para mejorar la calidad y cantidad de energía almacenada en sistemas de distinta naturaleza: química, eléctrica, electroquímica –baterías–, mecánica y térmica. De entre estos desarrollos, el almacenamiento termoquímico presenta las condiciones más favorables para construir una instalación que tome energía eléctrica de la red –en períodos de exceso de oferta / alta generación de electricidad renovable– y que produzca calor y/o vapor para generar electricidad en periodos de alta demanda o para su empleo en procesos industriales. Esta aplicación se suele denominar Power-to-Heat & Power.

Una alternativa interesante consiste en “cargar” el sistema de almacenamiento con energía solar directa y “descargarlo” para calentar corrientes de proceso en la industria. Esta posibilidad supondría, en un escenario más generalista, integrar centros de generación, almacenamiento y consumo de energía en una única instalación, facilitando la optimización de la gestión energética en el futuro cercano.

A partir del almacenamiento termoquímico, con base en una sencilla reacción química, se abre un abanico de posibilidades mucho más ventajosas para la descarbonización de procesos industriales que las que ofrecen otros sistemas de almacenamiento de energía, como las baterías o las sales fundidas.

Con respecto a las baterías, el almacenamiento termoquímico es mucho más competitivo en aplicaciones de larga duración, como medio de acopio estacional, con una vida útil hasta cuatro veces superior y menores costes de las materias primas empleadas, proporcionando mayor seguridad en espacios con riesgos de explosión.

En comparación con las sales fundidas, el almacenamiento termoquímico presenta una menor temperatura de descarga, mayor densidad energética teórica, mayor facilidad –y menor coste– para el acceso a las materias primas empleadas y menor toxicidad y peligrosidad de los residuos.

Adicionalmente, las sales fundidas sufren pérdidas de energía térmica por radiación, algo inexistente cuando la reserva de energía es de origen químico, donde las pérdidas son independientes del tiempo de almacenamiento y de la cantidad de energía almacenada.

Las posibilidades que ofrece el almacenamiento termoquímico –para la producción de electricidad y vapor para la actividad industrial– suponen un paso firme para reducir progresivamente el uso de combustibles fósiles, base actual para cubrir las necesidades de generación de calor y frío de los procesos productivos.A día de hoy, el almacenamiento de energía, especialmente el termoquímico, es una de las llaves de la integración real de las energías renovables dentro del mix energético –actual y futuro– y supone un eslabón imprescindible para la necesaria transformación del modelo energético de la industria de cara a la consecución del objetivo de una Europa climáticamente neutra en 2050 que la Comisión establecerá próximamente.