El sistema de energía eléctrica de Estados Unidos está experimentando un cambio radical a medida que pasa de los combustibles fósiles a la energía renovable.Si bien la primera década de la década de 2000 vio un enorme crecimiento en la generación de gas natural, y la década de 2010 fue la década de la energía eólica y solar, las primeras señales sugieren que la innovación de la década de 2020 puede ser un auge de las plantas de energía “híbridas”.
Una central eléctrica híbrida típica combina la generación de electricidad con el almacenamiento de baterías en el mismo lugar.Eso a menudo significa un parque solar o eólico combinado con baterías a gran escala.Trabajando juntos, los paneles solares y el almacenamiento de baterías pueden generar energía renovable cuando la energía solar está en su punto máximo durante el día y luego liberarla según sea necesario después de que se pone el sol.
Una mirada a los proyectos de energía y almacenamiento en proceso de desarrollo ofrece una idea del futuro de la energía híbrida.
Nuestro equipoen el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley descubrió que una asombrosa1.400 gigavatiosde los proyectos de generación y almacenamiento propuestos han solicitado conectarse a la red, más que todas las plantas de energía existentes en EE. UU. juntas.El grupo más grande ahora son proyectos solares, y más de un tercio de esos proyectos involucran energía solar híbrida más almacenamiento de baterías.
Si bien estas centrales eléctricas del futuro ofrecen muchos beneficios, tambiénHacer preguntassobre cómo debería funcionar mejor la red eléctrica.
Por qué los híbridos están de moda
A medida que la energía eólica y solar crecen, están empezando a tener grandes impactos en la red.
La energía solar yasupera el 25%de generación de energía anual en California y se está extendiendo rápidamente a otros estados como Texas, Florida y Georgia.Los estados del “cinturón de viento”, desde las Dakotas hasta Texas, han vistodespliegue masivo de turbinas eólicas, y Iowa ahora obtiene la mayor parte de su energía del viento.
Este alto porcentaje de energía renovable plantea una pregunta: ¿Cómo integramos fuentes renovables que producen cantidades grandes pero variables de energía a lo largo del día?
Ahí es donde entra en juego el almacenamiento. Los precios de las baterías de iones de litio han aumentado.caído rápidamentea medida que la producción ha aumentado para el mercado de vehículos eléctricos en los últimos años.Si bien existen preocupaciones sobre el futurodesafíos de la cadena de suministro, es probable que el diseño de la batería también evolucione.
La combinación de energía solar y baterías permite a los operadores de plantas híbridas proporcionar energía durante las horas más valiosas cuando la demanda es más fuerte, como las tardes y noches de verano, cuando los aires acondicionados funcionan al máximo.Las baterías también ayudan a suavizar la producción de energía eólica y solar, almacenar el exceso de energía que de otro modo se reduciría y reducir la congestión en la red.
Los híbridos dominan la cartera de proyectos
A finales de 2020, había 73 proyectos híbridos solares y 16 eólicos operativos en EE. UU., que representaban 2,5 gigavatios de generación y 0,45 gigavatios de almacenamiento.
Hoy en día, la energía solar y los híbridos dominan la cartera de desarrollo.A finales de 2021, más de675 gigavatios de energía solar propuestaLas plantas habían solicitado la aprobación de conexión a la red, y más de un tercio de ellas estaban asociadas con almacenamiento.Otros 247 gigavatios de parques eólicos estaban en línea, con 19 gigavatios, o alrededor del 8% de ellos, como híbridos.
Por supuesto, solicitar una conexión es sólo un paso en el desarrollo de una central eléctrica.Un promotor también necesita acuerdos comunitarios y de terreno, un contrato de compraventa, financiación y permisos.Solo aproximadamente una de cada cuatro nuevas plantas propuestas entre 2010 y 2016 llegó a operar comercialmente.Pero el gran interés por las plantas híbridas presagia un fuerte crecimiento.
En mercados como California, las baterías son esencialmente obligatorias para los nuevos desarrolladores de energía solar.Dado que la energía solar a menudo representa lamayoría del poderEn el mercado diurno, construir más añade poco valor.Actualmente, el 95% de toda la capacidad solar a gran escala propuesta en la cola de California viene con baterías.
5 lecciones sobre híbridos y preguntas para el futuro
La oportunidad de crecimiento en los híbridos renovables es claramente grande, pero plantea algunas preguntas quenuestro grupoen Berkeley Lab ha estado investigando.
Éstos son algunos de nuestrosprincipales hallazgos:
La inversión se amortiza en muchas regiones.Descubrimos que si bien agregar baterías a una planta de energía solar aumenta el precio, también aumenta el valor de la energía.Colocar la generación y el almacenamiento en el mismo lugar puede generar beneficios de créditos fiscales, ahorros en costos de construcción y flexibilidad operativa.Si se analiza el potencial de ingresos de los últimos años y con la ayuda de créditos fiscales federales, el valor añadido parece justificar el precio más alto.
La coubicación también significa compensaciones.La energía eólica y solar funcionan mejor donde los recursos eólicos y solares son más fuertes, pero las baterías proporcionan el mayor valor donde pueden ofrecer los mayores beneficios a la red, como aliviar la congestión.Eso significa que existen compensaciones a la hora de determinar la mejor ubicación con el valor más alto.Los créditos fiscales federales que se pueden obtener sólo cuando las baterías se ubican junto con la energía solar pueden estar fomentando decisiones subóptimas en algunos casos.
No existe una mejor combinación.El valor de una planta híbrida está determinado en parte por la configuración del equipo.Por ejemplo, el tamaño de la batería en relación con un generador solar puede determinar hasta qué hora de la tarde la planta puede suministrar energía.Pero el valor de la energía nocturna depende de las condiciones del mercado local, que cambian a lo largo del año.
Las reglas del mercado energético deben evolucionar.Los híbridos pueden participar en el mercado energético como una sola unidad o como entidades separadas, y la energía solar y la de almacenamiento pujan de forma independiente.Los híbridos también pueden ser vendedores o compradores de energía, o ambas cosas.Eso puede complicarse.Las reglas de participación en el mercado para los híbridos aún están evolucionando, lo que deja a los operadores de plantas experimentar cómo venden sus servicios.
Los pequeños híbridos crean nuevas oportunidades:Las plantas de energía híbridas también pueden ser pequeñas, como las solares y las de baterías en un hogar o negocio.SemejanteLos híbridos se han convertido en estándar en Hawaii.a medida que la energía solar satura la red.En California, los clientes que están sujetos a cortes de energía para evitar incendios forestales están añadiendo cada vez más almacenamiento a sus sistemas solares.EstosHíbridos “detrás del medidor”plantean preguntas sobre cómo deben valorarse y cómo pueden contribuir a las operaciones de la red.
Los híbridos apenas están comenzando, pero hay muchos más en camino.Se necesita más investigación sobre las tecnologías, los diseños de mercado y las regulaciones para garantizar que la red y los precios de la red evolucionen con ellos.
Si bien quedan dudas, está claro que los híbridos están redefiniendo las plantas de energía.Y en el proceso podrían rehacer el sistema energético estadounidense.
Hora de publicación: 23 de junio de 2022