Las baterías gigantes están transformando la forma en que Estados Unidos utiliza la electricidad

CALIFORNIA- 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 de servicio eléctrico suelen quemar más combustibles fósiles como el gas natural.

Eso está cambiando. Desde 2020, California ha instalado más baterías gigantes que cualquier otro lugar del mundo, aparte de China. Estas pueden absorber el exceso de energía solar durante el día y almacenarlo para usarlo cuando oscurezca.

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Esas baterías desempeñan un papel fundamental en la red eléctrica de California, ya que remplazan parcialmente a los combustibles fósiles por la noche. El 30 de abril, entre las 7:00 p. m. y las 10:00 p. m., por ejemplo, las baterías suministraron más de una quinta parte de la electricidad de California y, durante unos minutos, bombearon 7046 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 embarque para atender 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 pasar en otras redes eléctricas en el futuro”, afirmó Helen Kou, directora de análisis energético de Estados Unidos 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 periodos de máxima demanda”.

En los últimos tres años, la capacidad de almacenamiento de las baterías en las redes del país se ha multiplicado por diez, a 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 redes eléctricas utilizan tecnología de iones de litio, similar a las baterías de los teléfonos inteligentes o los automóviles 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.

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A medida que las baterías han proliferado, las compañías eléctricas las han utilizado de maneras novedosas, como en el manejo de grandes cambios en la generación de electricidad a partir de parques solares y eólicos, la reducción de la congestión en las líneas de transmisión y en la asistencia para prevenir apagones durante olas de calor abrasadoras.

En California, estado que se ha fijado objetivos ambiciosos para luchar contra el cambio climático, los responsables de la formulación de políticas esperan que las baterías de redes eléctricas 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 calentamiento global, las baterías están empezando a invadir el mercado de los combustibles fósiles. Los reguladores estatales planean casi triplicar la capacidad proporcionada por baterías para 2035.

“El futuro es prometedor para el almacenamiento de energía”, aseguró Andrés Gluski, director ejecutivo de AES Corp., 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 LAS REDES ELÉCTRICAS HOY

Cuando las compañías eléctricas comenzaron a conectar baterías a la red eléctrica en la década de 2010, las utilizaban principalmente para suavizar pequeñas interrupciones en el flujo de electricidad, por ejemplo, en el caso de que una planta de energía se desconectara 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 la energía a la red cuando el suministro de electricidad es más escaso y costoso.

En California, los precios de la energía a menudo se desploman alrededor del mediodía, cuando el estado produce más energía solar de la que necesita, en especial durante la primavera, cuando el uso del 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 actualmente 10,000 megavatios de capacidad de energía de baterías en la red, suficiente para alimentar a 10 millones de hogares durante unas pocas horas. Esas baterías son “capaces de gestionar de forma muy eficaz ese desnivel nocturno en el que la energía solar disminuye y la demanda de los clientes aumenta”, afirmó John Phipps, director ejecutivo de operaciones de red de California Independent System Operator, que supervisa la red del estado.

Las baterías también pueden ayudar a la red eléctrica de California a manejar el impacto de las olas de calor y los incendios forestales, dijo Phipps. “El verano pasado marcó algunas diferencias”, afirmó. “Pudimos afrontar días de mucha carga y de incendios forestales en los que podríamos haber perdido algunas líneas eléctricas”.

En Texas, las baterías todavía se utilizan en gran medida para proporcionar servicios auxiliares y estabilizar la red contra interrupciones inesperadas. Texas también depende más que California de la energía eólica, la cual fluctúa en patrones menos predecibles.

Sin embargo, Texas ya está alcanzando a California en energía solar, y las baterías están ayudando cada vez más con los picos nocturnos. El 28 de abril, el sol se estaba ocultando justo cuando la energía eólica era inesperadamente baja y muchas plantas de carbón y gas estaban fuera de servicio por reparaciones. Las baterías asumieron la responsabilidad, suministrando el cuatro por ciento de la electricidad de Texas en un momento dado, suficiente para alimentar a un millón de hogares. En el verano, las baterías ayudaron a evitar apagones nocturnos proporcionando energía adicional durante un calor récord.

Otros estados están siguiendo el ejemplo. En Arizona y Georgia, las empresas de servicios públicos planean instalar miles de megavatios de capacidad en baterías para ayudar a gestionar la creciente demanda de los centros de datos y las fábricas. Ayuda el hecho de que las baterías se pueden instalar rápidamente, explicó Aaron Mitchell, vicepresidente de planificación y precios de Georgia Power.

Sin embargo, la industria aún enfrenta algunos obstáculos. Las baterías de iones de litio son inflamables y, si bien los operadores han tomado medidas para reducir el riesgo de incendios, algunas comunidades se oponen a la instalación de 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”, afirmó Natalie McIntire, que trabaja en temas de redes eléctricas para el Consejo de Defensa de los Recursos Naturales, un grupo ambientalista.

¿PUEDEN LAS BATERÍAS DE REDES ELÉCTRICAS AYUDAR A COMBATIR EL CAMBIO CLIMÁTICO?

Los expertos afirman que las baterías de redes eléctricas podrían ser una herramienta útil para reducir las emisiones que calientan el planeta, aunque todavía necesitan más avances en términos de costos, tecnologías y cómo se utilizan.

Según un análisis, en Texas, muchas baterías hoy en día están de hecho aumentando las emisiones de dióxido de carbono. Esto se debe a que los operadores se centran en maximizar los ingresos y, a veces, cargan las baterías 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 empresa emergente que trabaja para ayudar a que las baterías obtengan dinero para la reducción de 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 desplazan al gas natural cuando la generación solar aumenta y disminuye cada día”, afirmó 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 remplazar todo eso.

Las baterías de iones de litio de la actualidad suelen proporcionar solo dos a cuatro horas de energía antes de necesitar una recarga. 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, explicó Nate Blair, experto en almacenamiento de energía del 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 lidiar con periodos de semanas 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, California, una empresa emergente llamada ESS está construyendo baterías de “flujo” que almacenan energía en electrolitos líquidos y pueden durar 12 horas o más. Otra empresa, Form Energy, está construyendo una batería de hierro-aire de 100 horas de rendimiento. Estas ideas tendrán que competir con alternativas como la energía nuclear, la energía geotérmica avanzada o incluso el uso de hidrógeno verde para almacenar electricidad.

Los reguladores de California afirman que podrían necesitar cinco veces más capacidad de almacenamiento para mediados de siglo, incluso sin la certeza de cuáles tecnologías prevalecerán.

“Estamos apenas en el comienzo de esto”, concluyó Phipps del Operador Independiente del Sistema de California (ISO, por su sigla en inglés). c.2024 The New York Times Company.

Por Brad Plumer y Nadja Popovich, The New York Times.