【Aplicaciones de energías renovables】¿Cómo integrar mejor la energía solar distribuida con las tecnologías de almacenamiento de energía?
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Las tecnologías de energía solar distribuida y almacenamiento de energía desempeñan un papel clave en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, en el aumento de la flexibilidad de la red eléctrica y en la mejora de la accesibilidad a la energía. Una serie de tendencias de desarrollo dinámicas determinarán gradualmente el desarrollo y la aplicación de las tecnologías de energía solar distribuida y de almacenamiento de energía, así como si será posible aprovechar su valor potencial. Varios beneficios de la combinación de energía solar distribuida y tecnologías de almacenamiento de energía. Tanto la energía solar como las tecnologías de almacenamiento tienen sus propias ventajas. La generación de energía solar permite cero emisiones de carbono y no conlleva costos adicionales. La tecnología de almacenamiento de energía puede proporcionar una fuente de alimentación de respaldo, regulación de frecuencia y otros servicios para la red eléctrica. Combinar ambos elementos permite obtener ventajas adicionales; en particular, se puede lograr un suministro eléctrico continuo durante la noche, aumentando así la producción durante el tiempo en que es posible generar energía y mejorando la flexibilidad de la red eléctrica. En las comunidades distribuidas y los sistemas en techos, la combinación de energía solar y tecnologías de almacenamiento de energía también puede reducir la carga en la red de distribución, posponiendo o disminuyendo la inversión en infraestructura. A nivel macro, el almacenamiento de energía y la generación de energía solar pueden aumentar la difusión de las instalaciones solares sin necesidad de realizar cambios significativos, reduciendo así las emisiones de carbono. La combinación de las tecnologías de almacenamiento de energía y la generación de energía solar también puede servir como un camino rápido para la electrificación de los mercados emergentes.
El modelo de energía fotovoltaica + almacenamiento energético gana popularidad. Desde el año 2013, el almacenamiento energético se ha utilizado cada vez más en proyectos de generación de energía a partir de fuentes renovables y en redes eléctricas de pequeña escala. Este fenómeno es especialmente evidente en el mercado chino. Según las estimaciones parciales de CNESA, la proporción de proyectos de almacenamiento de energía en el ámbito de la generación distribuida y las microrredes dentro del total de proyectos de almacenamiento de energía en nuestro país aumentó del 24% en 2013 al 46% en 2015. Las razones principales son cuatro: **se han establecido planes muy ambiciosos para el desarrollo de la energía fotovoltaica en los techos, además de se ofrecen subsidios por la electricidad generada; los proyectos distribuidos son más adecuados, tanto desde el punto de vista de los costos como de las características técnicas, para ser utilizados con las tecnologías de almacenamiento de energía actuales; según la experiencia internacional, el objetivo final de la generación de energía distribuida es su uso propio, por lo que el almacenamiento de energía es esencial; además, el modelo de combinación entre energía solar y almacenamiento de energía ofrece muchas oportunidades de innovación y ganancias potenciales, siendo así un área de gran interés para las instituciones de inversión**. Según el informe de GTM/ESA, en 2014, la almacenamiento de energía en el lado de los usuarios en Estados Unidos representó solo el 10% del total de proyectos de almacenamiento de energía. No obstante, su tasa de crecimiento fue mayor que la del almacenamiento de energía en la red eléctrica y en las plantas generadoras. Se espera que para el año 2019, este tipo de almacenamiento represente el 45% de la capacidad total de almacenamiento de energía. La gestión de las tarifas eléctricas (incluidas las tarifas por cantidad de energía consumida y las tarifas por capacidad) es un factor importante en la aplicación de la almacenamiento de energía en el lado del usuario. Recientemente, el mercado de almacenamiento de energía para usuarios en Alemania también se ha vuelto muy activo. Gracias a políticas como subsidios para la instalación de sistemas de almacenamiento de energía, exención del impuesto sobre las ventas y préstamos bancarios a tipos de interés bajos, la rentabilidad del almacenamiento de energía a nivel residencial se ha vuelto muy evidente. Se prevé que los sistemas de energía fotovoltaica + almacenamiento aumenten de 10.000 unidades en el año 2014 a 13.000 unidades en el año 2015. Se espera que para el año 2017 esa cifra llegue a las 60.000 unidades.
Desde el punto de vista de la amplia aplicabilidad y la rentabilidad, el desarrollo del modelo de almacenamiento de energía luminosa en nuestro país aún requiere esfuerzos considerables. En primer lugar, para que la generación de energía fotovoltaica en nuestro país se convierta en una industria de energías renovables sostenible, es necesario mejorar las políticas y los subsidios, además de innovar en los modelos comerciales y de financiación. Actualmente, el modelo comercial principal de energía fotovoltaica distribuida en el país sigue siendo el mismo que se utiliza para la construcción de plantas solares terrestres: es decir, se utiliza capital propio del propietario del proyecto, sumado a financiamiento bancario. Existen pocas posibilidades de obtener nuevos canales de financiación, y aún no se ha logrado una conexión entre los activos fotovoltaicos y el capital privado. El modelo de aprovechamiento de fondos de inversión industrial para impulsar el desarrollo de proyectos aún está en fase de discusión. En segundo lugar, desde la perspectiva de la participación de los sistemas de almacenamiento de energía en los proyectos fotovoltaicos, la falta de políticas gubernamentales que apoyen este tipo de sistemas, sumada a los altos costos asociados al almacenamiento de energía, hace que los proyectos que cuentan con dicho sistema no sean rentables. Además, carecen de puntos de beneficio que permitan atraer inversiones del mercado de capitales. Finalmente, algunos de los valores adicionales del almacenamiento de energía por parte de los usuarios, como aprovechar las grandes diferencias entre los picos y valles de consumo para obtener ganancias mediante la venta de energía en momentos de alta demanda, o obtener ingresos adicionales al participar en programas de respuesta a la demanda, también son difíciles de lograr en nuestro país a corto plazo.
Por lo tanto, el apoyo político, que incluye la aumento de la diferencia entre las tarifas de electricidad en horas pico y valle, los subsidios para la instalación de sistemas de almacenamiento de energía y los subsidios relacionados con las tarifas eléctricas para dicho almacenamiento, es un factor indispensable para el desarrollo de proyectos de energía solar con almacenamiento de energía. También se espera que la nueva ronda de reformas en el sector eléctrico proporcione una plataforma más flexible y orientada al mercado para el uso de la energía almacenada, permitiendo así que esta cumpla mejor su función como fuente de energía de respuesta rápida. La mejora de las tecnologías de almacenamiento de energía y la reducción de sus costos también son factores importantes que impulsan su uso. El desarrollo de los vehículos eléctricos ha fomentado la producción industrial de baterías, lo que contribuye a reducir los costos. El desarrollo de diversas tecnologías de almacenamiento de energía en campos como las telecomunicaciones, el transporte, la minería y la logística también contribuirá a reducir los costos técnicos y a mejorar sus indicadores. Solo dentro del marco de las políticas de subsidios, y mediante la colaboración estrecha entre los fabricantes de tecnología y las instituciones financieras, quienes pueden aprovechar al máximo sus capacidades profesionales, recursos económicos y experiencia en el mercado, se podrá fomentar el desarrollo de modelos de almacenamiento de energía adecuados para el mercado chino.
El futuro de la almacenamiento de energía es prometedor. Recientemente, varios institutos de investigación han realizado predicciones sobre el tamaño de los sistemas de almacenamiento de energía en el futuro, desde diferentes perspectivas. Aunque las definiciones varían, todos coinciden en mostrar confianza en un rápido desarrollo del mercado de almacenamiento de energía en el futuro. Según las proyecciones de CNESA, para el año 2020 el mercado de almacenamiento de energía en China alcanzará los 66,8 GW. De esta cantidad, 35 GW corresponderán a sistemas de almacenamiento por bombeo de agua. El mercado de otras tecnologías de almacenamiento de energía, incluidas las baterías de los vehículos eléctricos, superará los 31 GW. El 100% de la energía almacenada mediante sistemas de bombeo se utiliza en la red eléctrica. Casi el 14% de dicha energía se emplea en la integración de fuentes de energía renovable a gran escala (plantas fotovoltaicas a gran escala, plantas CSP y parques eólicos). El 20% de la energía almacenada se utiliza en el lado de los usuarios. Se espera que el 12% de la capacidad de almacenamiento provenga de baterías utilizadas en el ámbito de la conectividad entre vehículos y redes eléctricas. Desde una perspectiva aplicada, impulsado por los **departamentos correspondientes de nuestro país, la construcción de un sistema de Internet de la energía cuyo núcleo sea la red eléctrica será el foco del desarrollo en el futuro. El desarrollo de la Internet de las Energías contribuirá a una amplia aplicación de las tecnologías de almacenamiento de energía, y permitirá un rápido crecimiento en la capacidad instalada. Además, en la red de energía, no solo las tecnologías de almacenamiento de electricidad, sino también las tecnologías de almacenamiento de calor, gas e hidrógeno desempeñarán un papel importante. En combinación con la revolución en el consumo de energía y las reformas en el sector eléctrico, se espera que nuestro país pueda lograr, en un futuro cercano, una integración inicial entre la energía y Internet en áreas como la energía distribuida, las microrredes, la gestión del lado de la demanda, la gestión de energía por contrato y los servicios energéticos basados en datos.
En el contexto de los esfuerzos cada vez mayores por promover y utilizar vehículos eléctricos en los últimos años, estos también desempeñarán un papel más importante como unidades de almacenamiento de energía dentro de la arquitectura de la red energética. En los últimos años, las fuentes de energía renovable y los vehículos eléctricos, que se integran a gran escala, están afectando y poniendo en peligro la estructura y la seguridad operativa de las redes eléctricas tradicionales, tanto desde el lado de la transmisión como desde el de la distribución. Como estrategia eficaz para equilibrar la oferta de energía en el lado de la generación con la demanda de energía en el lado del consumo, la respuesta a la demanda permite integrar de manera efectiva las fuentes de energía renovable y los vehículos eléctricos. Esto es de gran importancia para resolver los problemas relacionados con la carga de carga de los vehículos eléctricos, ayudar a la red eléctrica a manejar los picos de demanda y, al mismo tiempo, permitir la incorporación de más fuentes de energía renovable. Aunque en la actualidad la industria de almacenamiento de energía en China aún enfrenta problemas como la falta de políticas adecuadas, indicadores técnicos que necesitan mejorar, capacidad de los sistemas limitada, costos elevados, un valor de aplicación poco claro y mecanismos insuficientes para participar en el mercado eléctrico, su rápido desarrollo en el futuro es algo inevitable, ya que constituye una herramienta útil para integrar grandes cantidades de energías renovables en la red y mejorar la eficiencia energética del lado consumidor. Si el año 2015 fue un año en el que la industria de almacenamiento de energía comenzó a desarrollarse poco a poco, y las tecnologías relacionadas con este área estaban listas para ser utilizadas, entonces el período del “13º Plan Quinquenal” representará una nueva era en la que el almacenamiento de energía podrá generar valor real, establecer modelos de desarrollo sostenible y entrar en operación comercialmente.