(BRAD PLUMER Y NADIA POPOCIVH. THE NEW YORK TIMES)
California obtiene más electricidad del sol que cualquier otro estado. También tiene un problema de sincronización: la energía solar abunda durante el día pero desaparece al anochecer, justo cuando la gente llega a casa del trabajo y la demanda de electricidad aumenta. Para llenar este vacío, las compañías eléctricas suelen quemar más combustibles fósiles como el gas natural.
Eso está cambiando ahora. Desde 2020, California ha instalado más baterías gigantes que cualquier otro lugar del mundo, aparte de China. Pueden absorber el exceso de energía solar durante el día y almacenarlo para usarlo cuando oscurezca.
Esas baterías desempeñan un papel fundamental en la red eléctrica de California, reemplazando parcialmente a los combustibles fósiles por la noche. Entre las 7 pm y las 10 pm del 30 de abril, por ejemplo, las baterías suministraron más de una quinta parte de la electricidad de California y, durante unos minutos, bombearon 7.046 megavatios de electricidad, similar a la producción de siete grandes reactores nucleares.
En todo el país, las compañías eléctricas están utilizando cada vez más baterías gigantes del tamaño de contenedores de envío para abordar la mayor debilidad de la energía renovable: el hecho de que el viento y el sol no siempre están disponibles.
“Lo que está sucediendo en California es un vistazo de lo que podría sucederle a otras redes en el futuro”, dijo Helen Kou, jefa de análisis energético de EE.UU. en BloombergNEF, una firma de investigación. “Las baterías están pasando rápidamente de estas aplicaciones de nicho a trasladar grandes cantidades de energía renovable hacia los períodos de máxima demanda”.
En los últimos tres años, la capacidad de almacenamiento de baterías en las redes del país se ha multiplicado por diez, hasta 16.000 megavatios. Este año, se espera que casi se duplique nuevamente, con el mayor crecimiento en Texas, California y Arizona.
La mayoría de las baterías de red utilizan tecnología de iones de litio, similar a las baterías de los teléfonos inteligentes o los coches eléctricos. A medida que la industria de los vehículos eléctricos se ha expandido durante la última década, los costos de las baterías han caído un 80 por ciento, lo que las hace competitivas para el almacenamiento de energía a gran escala. Los subsidios federales también han estimulado el crecimiento .
A medida que las baterías han proliferado, las compañías eléctricas las están utilizando de maneras novedosas, como manejar grandes cambios en la generación de electricidad a partir de parques solares y eólicos, reducir la congestión en las líneas de transmisión y ayudar a prevenir apagones durante olas de calor abrasadoras.
En California, que ha fijado objetivos ambiciosos para luchar contra el cambio climático, los responsables de la formulación de políticas esperan que las baterías de red puedan ayudar al estado a obtener el 100 por ciento de su electricidad de fuentes libres de carbono para 2045. Si bien el estado sigue dependiendo en gran medida del gas natural, un importante contribuyente al crecimiento global Con el calentamiento global, las baterías están empezando a devorar el mercado de los combustibles fósiles. Los reguladores estatales planean casi triplicar la capacidad de la batería para 2035.
“El futuro es brillante para el almacenamiento de energía”, afirmó Andrés Gluski, director ejecutivo de AES Corporation, una de las compañías eléctricas más grandes del mundo. “Si quieres más energías renovables en la red, necesitas más baterías. De lo contrario, no funcionará”.
Cómo funcionan las baterías en la red hoy
Cuando las compañías eléctricas comenzaron a conectar baterías a la red en la década de 2010, las utilizaron principalmente para suavizar pequeñas interrupciones en el flujo de electricidad, por ejemplo, si una planta de energía se desconectaba inesperadamente. Muchos operadores de baterías todavía obtienen la mayor parte de sus ingresos proporcionando estos “servicios auxiliares”.
Pero las compañías eléctricas también utilizan baterías para participar en un tipo de comercio: cargarlas cuando la electricidad es abundante y barata y luego vender energía a la red cuando el suministro de electricidad es más escaso y más caro.
En California, los precios de la energía a menudo caen alrededor del mediodía, cuando el estado produce más energía solar de la que necesita, especialmente en la primavera, cuando el uso de aire acondicionado es bajo. Luego, los precios se disparan por la noche, cuando la energía solar desaparece y los operadores de la red tienen que aumentar la producción de las plantas de gas o las represas hidroeléctricas para compensar.
California tiene ahora 10.000 megavatios de capacidad de baterías en la red , suficiente para alimentar a 10 millones de hogares durante unas pocas horas. Esas baterías son “capaces de gestionar de manera muy efectiva esa rampa vespertina donde la energía solar disminuye y la demanda de los clientes aumenta”, dijo John Phipps, director ejecutivo de operaciones de red del Operador Independiente del Sistema de California, que supervisa la red del estado.
Las baterías también pueden ayudar a la red de California a manejar las tensiones de las olas de calor y los incendios forestales, afirmó Phipps. “El verano pasado hubo algunas diferencias”, dijo. “Pudimos afrontar días de alta carga y días de incendios forestales en los que podríamos perder algunas líneas eléctricas”.
En Texas, las baterías todavía se utilizan en gran medida para proporcionar servicios auxiliares, estabilizando la red contra interrupciones inesperadas. Texas también depende más que California de la energía eólica, que fluctúa en patrones menos predecibles.
Pero Texas está alcanzando rápidamente a California en energía solar, y las baterías ayudan cada vez más con los picos nocturnos. El 28 de abril, el sol se estaba poniendo justo cuando la energía eólica era inesperadamente baja y muchas plantas de carbón y gas estaban fuera de servicio por reparaciones. Las baterías aparecieron, suministrando el 4 por ciento de la electricidad de Texas en un momento dado , suficiente para alimentar a un millón de hogares. El verano pasado, las baterías ayudaron a evitar apagones nocturnos al proporcionar energía adicional durante un calor récord.
Los dos estados construyeron sus flotas de baterías de distintas maneras. En California, los mandatos regulatorios fueron un impulso clave: en 2019, a los funcionarios les preocupaba que muchas plantas de gas antiguas estuvieran cerrando, con el riesgo de apagones, y ordenaron a las empresas de servicios públicos que instalaran rápidamente miles de megavatios de almacenamiento.
En Texas, dominan las fuerzas del mercado. El sistema eléctrico desregulado del estado permite que los precios fluctúen bruscamente, llegando a alcanzar los 5.000 dólares por megavatio-hora durante una escasez aguda. Eso hace que sea lucrativo para los desarrolladores de baterías aprovechar los picos, como en lugares donde las líneas eléctricas se obstruyen periódicamente.
“En cualquier lugar donde creamos que el mercado se va a poner difícil, se pueden colocar baterías e igualar las cosas”, dijo Stephanie Smith, directora de operaciones de Eolian, un desarrollador de baterías. “Luego, estamos haciendo apuestas todo el día sobre cuándo cargar y descargar”.
Una batería, por ejemplo, se encuentra cerca de Fort Worth, absorbiendo el exceso de energía eólica del oeste de Texas durante la noche, cuando nadie la necesita, y alimentándola a la red cuando aumenta la demanda.
Otros estados están siguiendo. En Arizona y Georgia, las empresas de servicios públicos planean instalar miles de megavatios de capacidad de baterías para ayudar a gestionar la creciente demanda de los centros de datos y las fábricas. Ayuda que las baterías se puedan implementar rápidamente, dijo Aaron Mitchell, vicepresidente de planificación y precios de Georgia Power.
Sin embargo, la industria aún enfrenta obstáculos. Las baterías de iones de litio son inflamables y, si bien los operadores han tomado medidas para reducir el riesgo de incendio, algunas comunidades se oponen a proyectos en sus patios traseros . La mayoría de las baterías todavía provienen de China, lo que las hace vulnerables a las disputas comerciales. En Texas, un fondo estatal para subsidiar las plantas de gas podría socavar el auge de las baterías. En otros estados, las regulaciones complejas a veces impiden que las empresas de servicios públicos agreguen almacenamiento de energía .
“Debido a que estos recursos de almacenamiento son tan nuevos, las reglas todavía se están poniendo al día”, dijo Natalie McIntire, que trabaja en temas de redes para el Consejo de Defensa de Recursos Naturales, un grupo ambientalista.
¿Pueden las baterías de red ayudar a combatir el cambio climático?
Las baterías de red podrían ser una herramienta útil para reducir las emisiones que calientan el planeta, dicen los expertos, aunque todavía necesitan más avances en términos de costos, tecnologías y cómo se utilizan.
En Texas, muchas baterías hoy en día están aumentando las emisiones de dióxido de carbono, según un análisis . Esto se debe a que los operadores se centran en maximizar los ingresos y, a veces, cobran con energía de carbón o gas.
“Estas baterías tienen una inmensa capacidad para reducir las emisiones de carbono, pero necesitan los incentivos adecuados para hacerlo”, dijo Emma Konet, cofundadora de Tierra Climate , una startup que trabaja para ayudar a las baterías a ganar dinero para reducir las emisiones.
En California, por el contrario, las baterías parecen estar reduciendo las emisiones de los combustibles fósiles. El uso de gas del estado en abril cayó a su nivel más bajo en siete años . “Hemos llegado a la conclusión de que las baterías están desplazando al gas natural cuando la generación solar aumenta y disminuye cada día”, dijo Max Kanter, director ejecutivo de Grid Status, una empresa de seguimiento de datos de electricidad.
Sin embargo, California todavía obtiene aproximadamente el 40 por ciento de su electricidad del gas natural, y podría resultar difícil para la tecnología actual de baterías reemplazar todo eso. Un análisis de BloombergNEF encontró que la energía solar y las baterías pueden ser una alternativa rentable a las plantas de gas más pequeñas que solo se encienden cuando aumenta la demanda. Pero las baterías siguen siendo demasiado costosas para reemplazar muchas de las plantas más grandes que queman gas y que proporcionan energía más constante día y noche.
“No es necesario construir un sistema con baterías para absorber hasta el último megavatio-hora, porque es un sistema bastante caro”, dijo Meredith Fowlie, economista de la Universidad de California, Berkeley.
Las baterías de iones de litio actuales sólo pueden suministrar energía durante dos a cuatro horas antes de necesitar recargarse. Si los costos siguen bajando, las compañías de baterías podrían extender ese tiempo a ocho o diez horas (es cuestión de agregar más paquetes de baterías), pero puede que no sea económico ir mucho más allá, dijo Nate Blair, experto en almacenamiento de energía de la Laboratorio Nacional de Energías Renovables.
Eso significa que podrían ser necesarias tecnologías adicionales de almacenamiento de larga duración. Si California quiere depender en gran medida de la energía renovable, tendrá que soportar períodos de una semana en los que no hay viento y hay poco sol . Otro desafío: hay mucha más energía solar disponible en verano que en invierno, y hoy en día ninguna batería puede almacenar electricidad durante meses para gestionar esas disparidades estacionales.
Algunas empresas están explorando soluciones. En Sacramento, una nueva empresa llamada ESS está construyendo baterías de “flujo” que almacenan energía en electrolitos líquidos y pueden durar 12 horas o más. Otra empresa emergente, Form Energy, está construyendo una batería de hierro-aire de 100 horas . Estas ideas tendrán que competir con alternativas como la energía nuclear, la geotermia avanzada o incluso el uso de hidrógeno verde para almacenar electricidad .
Los reguladores de California dicen que podrían necesitar cinco veces más capacidad de almacenamiento para mediados de siglo, incluso si no está claro qué tecnologías prevalecerán.
“Estamos apenas en el comienzo de esto”, dijo el Sr. Phipps del Operador Independiente del Sistema de California.
