Cómo las baterías asequibles benefician a las energías renovables

A escala de servicios públicos, las granjas solares y las turbinas eólicas ahora pueden producir electricidad a un costo menor que el carbón, que ofreció la generación más barata durante décadas. Sin embargo, el carbón y otros combustibles fósiles pueden generar electricidad. Bajo demanda, mientras que la luz del sol y el viento son recursos variables. Esta es la razón principal por la que las energías renovables por sí solas no pueden reemplazar a los combustibles fósiles, incluso cuando sus costos por kilovatio-hora ahora son más bajos.

Las tecnologías de almacenamiento de energía se pueden combinar con paneles solares y turbinas eólicas para compensar su producción variable. Las baterías de litio en particular son prometedoras, ya que tienen un diseño modular que se puede adaptar a la escala de cada proyecto (como los paneles solares). Actualmente, la principal limitación de las baterías de litio es su alto costo inicial: la mayoría de los sistemas cuestan más de $ 500 / kWh, y esto puede superar los $ 1000 / kWh en instalaciones más pequeñas.

  • Por ejemplo, un sistema de energía solar de 6 kW para una casa tiene un costo de alrededor de $ 18,000, antes de restar los incentivos y los créditos fiscales.
  • Sin embargo, si desea agregar 10 kWh de capacidad de batería, puede esperar pagar entre $ 8,000 y $ 10,000 adicionales.

los Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) había pronosticado que las baterías podrían ser hasta un 66% más baratas para 2030. Sin embargo, en el Tesla Battery Day 2020, Elon Musk anunció una reducción de costos del 56% para los paquetes de baterías en tres años. Además, la inversión necesaria para la capacidad de fabricación se reducirá en un 69%.


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Los vehículos eléctricos se beneficiarán enormemente: Tesla anunció que será posible un EV de $ 25,000 con los costos de batería más bajos, y el alcance se incrementará en un 54%. A modo de comparación, el auto Tesla más asequible es actualmente el Model 3, que comienza en $ 39,990.

¿Cómo pueden trabajar juntas las energías renovables y las baterías asequibles?

Cómo las baterías asequibles benefician a las energías renovables

El número de proyectos viables para baterías aumenta si se reducen sus costos. Con una reducción de costos del 56%, su período de recuperación se puede reducir aproximadamente a la mitad, mientras que el retorno de la inversión se duplica. Un mayor uso de baterías también crea una mayor demanda de paneles solares y turbinas eólicas, ya que producen electricidad de bajo costo con una huella de carbono mínima.

Los paneles solares y las turbinas eólicas no producen emisiones durante su funcionamiento. Sin embargo, su huella de carbono es baja incluso con el impacto de la minería, la fabricación, el transporte y la construcción. Un estudio de Nature Energy Emisiones totales estimadas del ciclo de vida de 4g CO2 eq / kWh para la energía eólica y 6g CO2eq / kWh para la energía solar. A modo de comparación, la generación de carbón normalmente produce emisiones superiores a 1.000 g por kWh, mientras que el gas natural produce más de 400 g por kWh.

Cuando se combinan con la generación renovable, las baterías asequibles pueden ofrecer varios beneficios para hogares y empresas:

  • Resiliencia, haciéndolos menos dependientes de las redes eléctricas locales.
  • Ahorro en la factura de energía y potencialmente en el ahorro de gas, ya que las bombas de calor más eficientes pueden igualar el costo de los calentadores de gas.
  • Una huella medioambiental reducida, que mejora la imagen corporativa en el caso de las empresas.

El valor potencial de las baterías se ha demostrado en Australia Meridional, donde se ha utilizado una batería de 100 MW y 129.000 kWh para la estabilización de la red desde diciembre de 2017. El sistema costó 90 millones de dólares australianos (63,5 millones de dólares estadounidenses), pero alcanzó los 24 millones de dólares australianos. (US $ 16,9 millones) en utilidades luego del primer año de operación. Esto da como resultado un período de recuperación simple por debajo de cuatro años, con un ROI superior al 26%.

Uso de sistemas de baterías en plantas de energía virtuales y microrredes

Cómo las baterías asequibles benefician a las energías renovables

Las plantas de energía virtual (VPP) también podrían volverse más comunes con baterías de bajo costo. Un VPP utiliza un sistema de control inteligente para vincular los recursos energéticos distribuidos en hogares y empresas, agregando su capacidad total para imitar una planta de energía centralizada.

  • Por ejemplo, un VPP puede agregar 20.000 sistemas de energía solar con baterías, cada uno con una potencia nominal de 10 kW y un almacenamiento nominal de 15 kWh.
  • Esto dará como resultado 200 MW y 300.000 kWh de capacidad total.

Los vehículos eléctricos también tienen el potencial de utilizarse como un recurso energético distribuido. Cada EV lleva una batería de alto rendimiento, que podría conectarse a un VPP cuando el vehículo está estacionado y enchufado. Este sigue siendo un concepto experimental, pero podría ampliar la capacidad total de almacenamiento conectado a la red en edificios residenciales, comerciales e industriales.

La energía renovable y las baterías también se pueden combinar en microrredes en grandes instalaciones con varios edificios. Una microrred utiliza recursos de generación y almacenamiento, conectados por una red eléctrica de pequeña escala que es propiedad de la misma instalación. Esta microrred puede conectarse a la compañía eléctrica local para comprar electricidad, pero también puede funcionar por sí misma.

Conclusión

Las baterías de bajo costo pueden hacer que los edificios sean menos dependientes de la red eléctrica, al tiempo que reducen sus costos de energía y emisiones de carbono. También se pueden utilizar en proyectos de microredes y centrales eléctricas virtuales, donde complementan la generación renovable. Los sistemas de baterías también pueden ayudar a los propietarios de edificios que están sujetos a objetivos de reducción de emisiones, como el New Deal Verde de la Ciudad de Nueva York, que exige recortes de emisiones a partir de 2024.