Aquí hai algo que fai que os planificadores enerxéticos teñan despiertos pola noite: que pasa cando o vento deixa de soprar e o sol se pon, pero todo o mundo segue cargando os seus coches eléctricos e facendo funcionar o aire acondicionado? Xa non é un problema hipotético. A medida que os países se esforzan cada vez máis cara aos obxectivos de enerxía renovable, afrontamos de cabeza unha realidade obvia e sorprendentemente complexa-a enerxía eólica e solar son fantásticas cando están funcionando, pero son tremendamente inconsistentes cando realmente as necesitas.
A resposta curta para saber se o almacenamento de enerxía a gran escala pode xestionar a demanda é: tecnicamente si, pero aínda non estamos preparados para iso. E o camiño para chegar alí é máis desordenado do que a maioría dos documentos políticos quere admitir.
Por que isto importa máis do que pensas
A maioría da xente entende que os paneis solares non funcionan pola noite. O que é menos obvio é o salvaxe que pode ser a variabilidade. Estou falando de semanas-ás veces de meses-en que a xeración eólica en todo un país pode caer a unha fracción da súa capacidade. Os patróns meteorolóxicos non se preocupan polas nosas necesidades enerxéticas e os datos históricos mostran algunhas verdades bastante incómodas sobre canto poden durar estas calmas.
A situación de Gran Bretaña ilustra isto perfectamente. Comprométense a cero neto para 2050, o que significa cantidades masivas de aeroxeradores e granxas solares. Pero aínda que construíses a suficiente capacidade renovable como para alimentar teoricamente o país dúas veces, aínda tes períodos nos que a xeración queda corta. A diferenza tampouco é pequena. Estamos a falar da necesidade de almacenar enerxía a escalas que eclipsan calquera cousa que estea actualmente en funcionamento-aproximadamente mil veces máis do que todas as instalacións hidráulicas de bombeo de Gran Bretaña poden proporcionar xuntas. Non é unha errata.
Entón, cales son as opcións para o almacenamento de enerxía a gran escala?
Aquí é onde as cousas se poñen interesantes, porque non hai unha solución máxica. As diferentes tecnoloxías de almacenamento destacan en diferentes cousas e o que funciona para almacenar enerxía durante unhas horas non se parece en nada ao que necesitas para o almacenamento estacional.
Bateríasobtén todos os titulares e, por unha boa razón,-están mellorando rapidamente e funcionan de forma xenial para almacenamento a curto-termo. Pero aquí está o problema: as baterías son caras cando as escalas para almacenar días ou semanas de electricidade dunha nación. A economía aínda non funciona para o almacenamento de enerxía a gran escala máis aló de 4-6 horas de copia de seguranza. Son excelentes para suavizar os golpes, menos para salvar un tramo de dúas semanas de vento baixo.
Hidráulica bombeadaé a antiga{0}}bomba fiable de auga cara arriba cando tes exceso de electricidade, déixaa baixar a través das turbinas cando necesites enerxía. Funciona, está comprobado e é relativamente eficiente. O problema? Xeografía. Necesitas o tipo de terreo axeitado con encoros axeitados, e a maioría dos bos sitios xa están tomados. A construción de novos proxectos hidroeléctricos con bombeo atópase con todo tipo de obstáculos ambientais e de planificación.
Almacenamento de aire comprimidosoa intelixente-utiliza o exceso de electricidade para comprimir o aire nas cavernas subterráneas e despois soltao para impulsar as turbinas. Pero nunca se despegou comercialmente. A eficiencia-de ida e volta non é excelente e necesitas formacións xeolóxicas específicas.
Despois estáalmacenamento de hidróxeno, que pode parecer exótico pero é probablemente a solución máis práctica para almacenar enerxía a gran escala durante longos períodos. O concepto é bastante sinxelo: utilizar o exceso de electricidade renovable para dividir a auga en hidróxeno e osíxeno mediante a electrólise. Almacena o hidróxeno e, a continuación, quéimao en centrais eléctricas ou pásao por pilas de combustible cando necesites electricidade de novo.
Por que o hidróxeno segue a aparecer nestas conversas
O que o fai destacar sobre o almacenamento de hidróxeno non é a eficiencia-en realidade, é bastante ineficiente en comparación coas baterías, xa que pode perder entre o 60 e o 70 % da enerxía na viaxe de ida e volta. Pero a eficiencia non o é todo. O que importa para o almacenamento de enerxía a gran escala é o custo por unidade de capacidade de almacenamento, e aquí é onde o hidróxeno das cavernas de sal se fai convincente.
As cavernas de sal son notables para este fin. Podes disolvelos-(basicamente disolver o sal con auga) e quedan selados de forma natural e estables. O máis importante é que son enormes. Unha única caverna pode almacenar suficiente hidróxeno para xerar gigavatios-horas de electricidade. E lugares como Gran Bretaña-xunto con moitos outros países-teñen depósitos de sal substanciais no subsolo que poderían albergar a enorme capacidade de almacenamento da que estamos a falar.
A economía tamén funciona de forma diferente. Coas baterías, o teu custo escala aproximadamente de forma lineal coa capacidade-duplica o almacenamento, duplica o prezo. Co hidróxeno nas cavernas de sal, a parte cara é o equipo de electrólise e as pilas de combustible (ou centrais eléctricas) para converter de novo en electricidade. O almacenamento en si? Relativamente barato por unidade unha vez que escavas a caverna. Isto fai que sexa especialmente axeitado para almacenar grandes cantidades de enerxía que poden quedar alí durante meses antes de que a necesites.
O problema do tempo do que a ninguén lle gusta falar
Aquí é onde as ambicións políticas chocan coa realidade física: construír esta infraestrutura leva tempo. Moito tempo. A minería de solucións nunha caverna de sal non é algo que fas durante un fin de semana. Estamos falando de anos para unha única caverna, e necesitas moitos deles. As instalacións de electrólise de hidróxeno, os oleodutos, os equipos de xeración de enerxía-todo isto requiren non só cartos, senón un prazo de construción prolongado.
Se o Reino Unido (ou calquera país) quere seriamente un almacenamento de enerxía a gran escala preparado para cando o necesiten, a construción debe comezar máis ou menos agora. Non en cinco anos despois doutra rolda de estudos de viabilidade, pero agora. A brecha entre "probablemente deberíamos pensar nisto" e "necesitamos desesperadamente este operativo" péchase máis rápido do que a xente pensa.
Pode realmente xestionar a demanda?
Volvendo á pregunta orixinal: os sistemas de almacenamento de enerxía a gran escala poden, teoricamente, xestionar a demanda, pero só se construímos o suficiente deles a tempo e mesturamos diferentes tecnoloxías de forma adecuada. Necesitarías baterías para equilibrar horas-a-horas, quizais algunha hidroeléctrica bombeada cando estea dispoñible e almacenamento masivo de hidróxeno para eses períodos prolongados de baixa xeración de enerxía renovable.
A verdadeira limitación non é a tecnoloxía-é a forza de vontade e o investimento. Os sistemas que necesitamos son tecnicamente viables pero requiren compromisos e gastos agora para obter beneficios que parecen abstractos para moitas persoas. A infraestrutura de hidróxeno non fai para os comunicados de prensa emocionantes como o fai unha nova granxa solar, aínda que é igual de crucial.
Tamén hai preguntas sobre como se crean mecanismos de mercado que incentiven a creación de capacidade de almacenamento que pode permanecer inactiva a maior parte do tempo. Os mercados de electricidade tradicionais non foron deseñados para este tipo de esixencias de flexibilidade. Alguén ten que pagar por construír e manter grandes reservas de almacenamento incluso durante os anos nos que os patróns meteorolóxicos son favorables e apenas as usas.
O que ten que pasar
Para que o almacenamento de enerxía a gran escala xestione realmente a demanda mentres facemos a transición ás enerxías renovables, hai que aliñar varias cousas. Os marcos de investimento deben recoñecer o valor do almacenamento que raramente se usa pero que é de importancia crítica-como os seguros que esperas que nunca reclames. Os permisos de planificación e as avaliacións ambientais deben avanzar máis rápido sen sacrificar a supervisión adecuada. E sinceramente, o público ten que entender que o "futuro enerxético limpo" inclúe unha gran cantidade de infraestruturas que non son glamorosas pero que son absolutamente necesarias.
A alternativa non é atractiva. Sen un almacenamento adecuado de enerxía a gran escala, quédase coa reserva de combustibles fósiles, o que invalida o propósito, ou aceptando cortes periódicos cando as enerxías renovables non poden satisfacer a demanda, cousa que ninguén quere. Ou aumentas masivamente a capacidade renovable ata o punto de que raramente te enfrontas a déficits-pero iso é un despilfarro economicamente e un uso intensivo de terras-.
O almacenamento non é o tema máis atractivo da política enerxética, pero pode ser o máis importante ao que non lle prestemos a suficiente atención. Se o almacenamento de enerxía a gran escala pode xestionar a demanda depende menos da capacidade técnica e máis de se estamos dispostos a construíla á escala necesaria antes de que realmente o necesitemos. E esa xanela está pechando máis rápido do que a maioría da xente pensa.