El crecimiento de las energías renovables y el correspondiente precio de mercado es el principal motor de la comercialización y adopción global de las baterías de flujo de vanadio (VFB) y una razón importante por la que veremos un mayor crecimiento de esta tecnología en los próximos años, afirma Ed Porter, de Invinity Energy Systems.
Además de la previsible variación estacional y diaria de la demanda, las energías renovables añaden cada vez más su característico «ritmo» o «forma» a la oferta. Esto hace que los eventos de exceso y falta de oferta sean mayores en tamaño, frecuencia y duración, lo que hace que el mercado valore cada vez más la flexibilidad.
La principal ventaja de las baterías de flujo de vanadio (VFB) reside en su capacidad para suministrar grandes cantidades de energía a bajo coste durante una vida útil que se mide en décadas, no en años.
Como forma de almacenamiento de energía no degradante, tiene un coste marginal de uso extremadamente bajo y es muy adecuada para realizar el tipo de flexibilidad de descarga profunda y ciclo intensivo que necesitarán los futuros sistemas energéticos.
Los últimos 10 años han demostrado que las reducciones iniciales de carbono en todo el sistema son posibles y asequibles, y hasta la fecha se han visto bien respaldadas por el almacenamiento de corta duración.
El reto ahora es llegar a un sistema de carbono cero, lo que representa una enorme oportunidad para los VFB.
Pensemos en la energía solar fotovoltaica, que tiene un bajo coste nivelado de la energía (LCOE) y es fácil de desarrollar a distintas escalas. A medida que aumenta la proporción de la demanda in situ o de la conexión a la red satisfecha por la energía fotovoltaica, se alcanza un nivel económico de restricción en el que el despliegue de un panel más no aporta los ingresos necesarios para amortizarse. Esto permite una descarbonización in situ de alrededor del 40-50% para la energía solar detrás del contador.
Más allá de ese nivel, los problemas de restricción local hacen que el despliegue de la energía solar fotovoltaica empiece a estancarse. Para que la energía solar proporcione una generación de bajas emisiones de carbono más despachable, debe desplegarse el almacenamiento de energía.
El almacenamiento se ve limitado no por la duración de la descarga, sino por la duración de la oportunidad de carga. Con las primeras y últimas horas de la generación solar fotovoltaica del día ocupadas por la demanda, esto deja de 4 a 6 horas para cargar durante el pico de generación del mediodía (con variaciones estacionales y geográficas). Esto se consideraría almacenamiento de larga duración en el mercado actual y, dada la dependencia de la energía solar fotovoltaica del ciclo diurno, requeriría un ciclo casi constante de cualquier activo de almacenamiento de energía.
El cambio de energía durante un periodo de 4 a 6 horas es el argumento comercial para las tecnologías de almacenamiento de larga duración y de ciclo intenso, como las VFB.
Los requisitos de los operadores de sistemas eléctricos también se están ampliando, pasando de los servicios de corta duración centrados en la potencia, como la respuesta a la frecuencia, a los servicios de larga duración, de ciclo intenso y centrados en la energía, impulsados por la necesidad de despachar eficazmente las energías renovables a nivel de red.
Esta profundización en el mercado de la flexibilidad de la «energía» (en contraposición a la potencia) ha sido un factor clave en la rápida comercialización de las tecnologías de almacenamiento de energía de larga duración en los últimos 12 meses.
A medida que aumenta la volatilidad de los mercados mayoristas, el uso (factor de capacidad de almacenamiento de energía) y, por consiguiente, el coste marginal por ciclo se ha vuelto más crítico a la hora de determinar los precios de activación de los activos de almacenamiento de energía.
Vemos que se está desarrollando un «orden de mérito» de la flexibilidad en el que las baterías de iones de litio siguen abordando la estabilidad de alta frecuencia y los servicios de respuesta rápida de reserva (recompensando la «potencia») con la rápida adopción de los VFB para captar las crecientes oportunidades de ingresos en los próximos años.
Fundamentalmente, las VFB y otras tecnologías de mayor duración tienden un puente entre las aplicaciones de menor duración, que son adecuadas para el ión-litio, y las aplicaciones de duración ultra larga (por ejemplo, de más de 24 horas), en las que probablemente veremos avanzar al hidrógeno y otras tecnologías «power-to-x».
Delante del contador, los VFB son excelentes para los proyectos solares a gran escala y el equilibrio de la red. Al realizar múltiples ciclos de carga y descarga de larga duración cada día, la producción solar, que de otro modo estaría restringida, puede convertirse en «despachable», lo que permite que se despliegue en la red local en el momento más óptimo desde el punto de vista económico.
Detrás del contador, las baterías de flujo también se usan a menor escala, reduciendo los picos de consumo y permitiendo que se consuma una mayor proporción de la generación renovable in situ, reduciendo los costes energéticos del emplazamiento.
Las baterías de flujo son las únicas capaces de desbloquear una mayor penetración de las energías renovables y de aprovechar la oportunidad en el mercado cada vez más amplio de la flexibilidad basada en la energía. Su valor radica en su capacidad demostrada de reducir el riesgo de los proyectos de generación renovable en expansión, adaptando eficazmente la forma cambiante de la generación renovable a la forma cambiante de la demanda.
Qué es una batería de flujo de vanadio.
Una batería de flujo de vanadio es un tipo de batería que utiliza una solución de electrolito líquida y vanadio como materiales de electrodos para almacenar energía eléctrica. Se conocen también como baterías de iones de vanadio o baterías de flujo de iones de vanadio.
Las baterías de flujo de vanadio tienen varias ventajas sobre otras baterías, como una mayor eficiencia energética, mayor durabilidad y mayor capacidad de almacenamiento de energía. También son relativamente seguras y no tienen el problema de la memoria de carga, lo que significa que no pierden capacidad de almacenamiento a medida que se cargan y descargan repetidamente.
Las baterías de flujo de vanadio se utilizan comúnmente en aplicaciones de almacenamiento de energía a gran escala, como sistemas de energía solar o eólica, y también pueden utilizarse en vehículos eléctricos y otros dispositivos de alimentación.
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