El aluvión de noticias sobre el progreso y la promesa del almacenamiento de electricidad en el último año acaba de recibir otra sacudida de dos fuentes dispares: el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) y Tesla Motors. El 21 de abril, el DOE lanzó la primera entrega del Revisión cuadrienal de energía (QER) centrándose en mejorar la infraestructura energética de la nación y en particular refiriéndose a la transmisión de energía, almacenamiento y distribución, énfasis agregado. El 30 de abril El CEO de Tesla, Elon Musk, anunció dos nuevas líneas de negocio: PowerWall, una batería de iones de litio recargable para hogares (en un tamaño de 10 kWh o 7 kWh), y PowerPack, una batería de 100 kWh para aplicaciones de red.
Estos son solo dos elementos en una vertiginosa variedad de proyecciones, desarrollos de mercado, informes y estadísticas que surgieron en el último año, destacando que el almacenamiento es posiblemente LA gran historia en la industria de la electricidad. El La Administración de Información de Energía de EE. UU. Indicó recientemente que la capacidad de almacenamiento no hidroeléctrico en los Estados Unidos se ha duplicado en los últimos cinco años, a 350 MW. Un informe de Greentech Media y la Asociación de Almacenamiento de Electricidad estimaron que el mercado de almacenamiento de energía de EE. UU. creció un 40 por ciento en 2014 con respecto al año anterior, agregando 62 MW de almacenamiento, y predicen que 220 MW adicionales estarán en línea en 2015. El crecimiento en el mercado de almacenamiento no se limita a los Estados Unidos: Proyectos IHS CERA que 40 GW de almacenamiento se conectarán a la red a nivel mundial para 2022.
A diferencia de las discusiones sobre la medición neta y la energía solar fotovoltaica en la azotea, el almacenamiento parece menos controvertido. Es fácil ver por qué: el almacenamiento ofrece muchos beneficios en toda la red. En una investigación que hemos realizado en Brookings, una muestra representativa de partes interesadas describe el almacenamiento como una capacidad libre de emisiones, una fuente de valor en el tiempo y una excelente manera de hacer que los recursos intermitentes sean más valiosos. De hecho, el almacenamiento puede ayudar a que todo el sistema eléctrico funcione de manera más eficiente y ofrece algo para todos:
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Con el advenimiento de un despliegue más generalizado de la energía solar fotovoltaica en los tejados, ha habido un entusiasmo particular en el lado del cliente del medidor por combinar la energía solar fotovoltaica residencial con almacenamiento. SolarCity y Telsa se asocian ofrecer un paquete de baterías y energía solar fotovoltaica en la azotea, y Sungevity y Sonnenbatterie han acordado para ofrecer un sistema integrado solar más batería. Wall Street también reconoce el potencial de almacenamiento y energía solar. En mayo de 2014, Barclays declaró Creemos que una confluencia de tendencias de costos a la baja en la energía solar fotovoltaica distribuida y el almacenamiento de energía a escala residencial probablemente altere el status quo. Y UBS en agosto de 2014 dijo que los sistemas solares y las baterías serán tecnologías disruptivas para el sistema eléctrico.
Pero el entusiasmo por el almacenamiento también se extiende al frente del medidor. En una reciente Encuesta de buceo de servicios públicos , se pidió a los ejecutivos de servicios públicos que eligieran las tres tecnologías principales en las que deberían invertir, y la mayoría eligió el almacenamiento. Las razones son claras: el almacenamiento podría ayudar a las empresas de servicios públicos a consolidar la generación renovable, integrar la generación distribuida ubicada en el cliente y administrar la carga máxima, entre otros beneficios. De hecho, como señaló recientemente Katherine Hamilton, directora de políticas de la Asociación de almacenamiento de electricidad en un panel que moderé sobre almacenamiento en la Universidad Johns Hopkins , de la capacidad total de almacenamiento desplegada en los Estados Unidos en 2014, el 90 por ciento estaba frente al medidor y el 10 por ciento detrás del medidor (la mayor parte de este último estaba en el sector comercial).
Lo que está impulsando el floreciente mercado de almacenamiento son los factores interrelacionados de políticas y la disminución de costos en los sistemas de almacenamiento, especialmente las baterías. Primero, estamos viendo políticas y regulaciones más favorables a nivel estatal y federal. Como explicó Hamilton, existen varios impulsores de políticas principales para el almacenamiento: el creciente despliegue de generación de energía renovable variable, la necesidad de abordar la resiliencia, la innovación en el borde de la red y el Plan de energía limpia (CPP) de la EPA. Con respecto al CPP, durante los próximos 15 años, además de reducir la generación de combustibles fósiles, vamos a necesitar 40 GW de capacidad máxima, y el almacenamiento puede jugar un papel importante para alcanzar esos picos.
Ejemplos de esfuerzos de políticas líderes incluyen el mandato de California bajo A.B. 2514 para que las tres empresas de servicios públicos del estado adquieran 1,3 GW de capacidad de almacenamiento para 2020, y Hawái, Nueva York y Nueva Jersey también están promoviendo activamente el almacenamiento. La Orden 755 de la Comisión Reguladora de Energía Federal (FERC) pide a las ISO / RTO que permitan que el almacenamiento participe en los mercados de servicios auxiliares, específicamente para proporcionar regulación de frecuencia.
Los costos también están disminuyendo. Un estudio estimó que el costo de los paquetes de baterías de iones de litio para vehículos eléctricos disminuyó un 8 por ciento anual entre 2007 y 2014. Previsiones EPRI que los paquetes de baterías de iones de litio serán una cuarta parte de su precio de 2010 para 2022.
Estas tendencias en política y tecnología están impactando el mercado y dos grandes anuncios en noviembre de 2014 son ilustrativos. Southern California Edison (SCE) dio a conocer los resultados de una adquisición —Diseñado para desarrollar un portafolio de recursos para reemplazar el retiro de la central nuclear de San Onofre y varias grandes unidades de generación de gas natural— en el cual adjudicó contratos por 260 MW de almacenamiento. Oncor , la compañía de transmisión y distribución más grande de Texas, anunció planes para invertir más de $ 5 mil millones en almacenamiento.
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Sin embargo, existen importantes desafíos. Primero, los costos siguen siendo altos. El análisis de costo nivelado de electricidad más reciente de Lazard indica que los costos de almacenamiento de la batería aún están muy por encima de otras tecnologías. Pero los problemas de costos van más allá de la batería en sí. Como enfatizó Craig Irwin, analista de tecnología limpia de ROTH Capital Partners en el panel de Johns Hopkins, es fundamental reducir los costos en la infraestructura de soporte, como los sistemas de enfriamiento, especialmente para la implementación a gran escala de MW, y los inversores. Añadió que se necesitan otras mejoras para desarrollar un enfoque sistemático para la especificación del sitio y la educación del comprador más allá de las tecnologías propuestas por proveedores específicos. Además, una de las lecciones clave de los últimos 20 años es que debe ser dueño de su cadena de suministro. En este sentido, la asociación de Tesla con Panasonic en el desarrollo de $ 2 mil millones de su Gigafábrica diseñado para producir suficientes baterías de iones de litio para 500.000 automóviles al año, podría impulsar la reducción de los costos de las baterías. Irwin sugirió que hoy la batería de 85 kWh en el Model S de Tesla cuesta alrededor de 25 centavos por vatio hora, en comparación con otras baterías en el rango de 45 a 50 centavos por vatio. Con el objetivo de Tesla de reducir los costos a 10 centavos por vatio hora, esto debería ayudar a reducir los costos de las baterías de iones de litio en todo el mundo, pero también afectará la competitividad de otras químicas de baterías. Además, hay una serie de otros preguntas sin respuesta sobre el modelo de negocio de Tesla , especialmente en lo que respecta al costo a nivel residencial.
En segundo lugar, es necesario establecer marcos normativos y de políticas de apoyo para ayudar a crear mercados. El ejemplo de PJM es ilustrativo. De los 62 MW desplegados en Estados Unidos el año pasado, dos tercios se desplegaron en el territorio de PJM. De hecho, a escala de servicios públicos, el mercado más grande es PJM, que responde en gran medida a la orden 755 de la FERC. El resultado, según Scott Baker, analista senior de soluciones comerciales de PJM, es que actualmente hay 100 MW de almacenamiento en el mercado de PJM con otros 500 MW en la cola de interconexión indicando claramente que este mercado no se ralentiza. Pero, en general, el mercado mayorista de servicios auxiliares es pequeño, y Baker lo describe como un punto de partida para demostrar la capacidad de almacenamiento y permitir que el mercado mayorista evolucione.
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Sin embargo, uno de los desafíos para los propietarios de almacenamiento que participan en un mercado mayorista competitivo es la desigualdad del flujo de ingresos. Por esta razón, la reciente adquisición de SCE de 260 MW de capacidad de almacenamiento cambia el panorama. Por ejemplo, Colleen Lueken, directora de análisis de mercado de AES Energy Storage señaló que la compañía no solo opera como comerciante en PJM, sino que ahora también tiene un contrato de compra de energía (PPA) adquirido de manera competitiva para proporcionar almacenamiento como capacidad y como un recurso flexible. : AES fue seleccionada por SCE para proporcionar 100 MW de almacenamiento de baterías frente al medidor en la cuenca del oeste de Los Ángeles. Esta es una fuente de ingresos mucho más segura que la licitación de servicios auxiliares en PJM.
En tercer lugar, determinar el marco normativo y de políticas adecuado requiere más avances en la determinación de cómo monetizar el valor del almacenamiento en diferentes aplicaciones. El desafío básico es que la flexibilidad del almacenamiento, en términos de los servicios que puede proporcionar, hace que sea difícil adaptarse a las reglas regulatorias existentes. Como señaló Lueken de AES, para acceder al valor total del almacenamiento de energía, debe dividir el recurso desde una perspectiva de ingresos y poder brindar beneficios para diferentes aplicaciones. Arnie Quinn, director interino de política energética e innovación de FERC, se hizo eco de este sentimiento al indicar que debemos alejarnos de la cuestión de dónde encaja el almacenamiento y si es la solución adecuada. Hay avances en esta área: Quinn cree que los mercados mayoristas se están moviendo hacia la compensación basada en atributos donde definimos el atributo del servicio que queremos y luego lo compensamos.
En resumen, existe un gran potencial de almacenamiento tanto en frente del medidor como en el lado del cliente del medidor. Los costos deben reducirse, pero la trayectoria a largo plazo indica que esto sucederá, y las políticas y regulaciones para incentivar el almacenamiento deben continuar implementándose para estimular la creación de mercados. El QER del DOE es un paso en la dirección correcta, que exige el establecimiento de un marco y una estrategia para el almacenamiento y la flexibilidad.
En el corto plazo, es probable que la mayor parte del desarrollo del mercado y la capacidad de almacenamiento desplegada se realice a escala de red en mercados competitivos como PJM, pero la adquisición de SCE ciertamente resalta el impacto de las políticas de apoyo y la regulación para estimular las adquisiciones competitivas. Arreglos tipo PPA. Además, las empresas de servicios públicos de propiedad de inversores de California han iniciado la primera ronda de subastas de almacenamiento en respuesta al mandato del estado, con la selección final del proyecto y la presentación a la Comisión de Servicios Públicos de California para su aprobación el próximo otoño.
A largo plazo, la energía solar más almacenamiento podría volverse cada vez más económica para el cliente. De hecho, como describió Hamilton de la Asociación de Almacenamiento de Electricidad, los tres mercados de almacenamiento más grandes en el sector residencial son California, Arizona y Hawai y lo que todos tienen en común es mucha energía solar. Pero más allá de los mercados seleccionados, los sistemas de almacenamiento a escala residencial como el PowerPack de Tesla probablemente no dará lugar a una deserción masiva de la red en los próximos cinco a 10 años. Sin embargo, el punto importante es que el anuncio de Tesla, y todas las demás noticias recientes, es emocionante porque muestra el progreso y el potencial de una tecnología con múltiples aplicaciones y beneficios en toda la red, que ofrece algo para todos.