Las baterías de iones de litio, que alimentan todo, desde teléfonos móviles hasta automóviles, están salvando cada vez más las redes eléctricas en todo el mundo.
Se están conectando baterías del tamaño de contenedores de transporte a líneas eléctricas y colocándolas junto a paneles solares y turbinas eólicas. Absorben electricidad cuando es abundante y barata y la liberan cuando aumenta el uso de electricidad, lo que ayuda a reducir la necesidad de costosas plantas y líneas eléctricas.
Investigadores estadounidenses inventaron las baterías de iones de litio en la década de 1970 y posteriormente demostraron que los dispositivos podían ayudar a alimentar la red eléctrica. Pero las baterías han avanzado poco durante mucho tiempo porque los administradores de la red y los ejecutivos de servicios públicos las descartaron por considerarlas costosas y riesgosas.
El primer avance se produjo hace unos 15 años, cuando ingenieros de una compañía energética estadounidense instalaron una de las primeras baterías de iones de litio conectadas a la red en un desierto de Chile a unos 9.000 pies sobre el nivel del mar. Desafiando las ideas convencionales sobre cómo deberían funcionar los sistemas eléctricos, el equipo ayudó a demostrar que las baterías podrían ayudar a que las redes eléctricas sean más estables y confiables.
El concepto de almacenamiento de energía no era nuevo. Thomas Edison desarrolló originalmente baterías alcalinas de níquel-hierro para la industria y los primeros vehículos eléctricos. Varias empresas han probado otras tecnologías, como el azufre de sodio, que no han ganado mucho terreno. Y algunas empresas de servicios públicos llevan mucho tiempo bombeando agua para luego enviarla río abajo para generar electricidad.
Pero esos sistemas eran relativamente limitados. En comparación, el tipo de baterías de litio instaladas en el desierto de Atacama en 2009 se utilizan ahora en todo el mundo.
El rápido crecimiento de la energía eólica y solar y la creciente demanda de electricidad de los centros de datos están impulsando la necesidad de baterías. Almacenan el excedente de energía renovable cuando no hay viento ni sol y equilibran la oferta y la demanda de energía.
Pensemos en California. En los últimos años, los funcionarios estatales han pedido a menudo a los residentes que utilicen menos electricidad en los días calurosos de verano para evitar apagones. pero sucedió No hay tal advertencia A partir de 2022, en gran parte porque las baterías han permitido a California utilizar su abundante energía solar hasta bien entrada la noche. Dr. en los últimos siete años en el estado 30 veces la capacidad de almacenamiento de la batería Como fue en 2018.
El resto del mundo también ha experimentado un crecimiento impresionante, según Agencia Internacional de EnergíaUna organización multilateral en París. El auge fue posible gracias a una sorprendente caída del 90 por ciento en los precios de las baterías en los últimos 15 años a medida que se abrieron nuevas fábricas. China es, con diferencia, el mayor fabricante de baterías del mundo, pero Europa, India y Estados Unidos también han aumentado recientemente su producción.
“Las baterías están cambiando el juego ante nuestros ojos”, dijo recientemente el director ejecutivo de la Agencia Internacional de Energía, Fatih Birol.
Un comienzo accidentado
Usar baterías en la red no fue fácil.
Una empresa de Virginia llamada AES comenzó a probar baterías de red en Indiana, Pensilvania y California a principios de 2008, pero los proveedores de energía estadounidenses no las utilizaron comercialmente hasta dos años después. El ritmo fue lento durante un tiempo.
“No había experiencia con el almacenamiento en baterías”, dijo Carla Peterman, ex miembro de la Comisión de Energía de California y ahora vicepresidenta ejecutiva de Pacific Gas & Electric, la empresa de servicios públicos más grande del estado. “Era un poco como el huevo o la gallina, donde no había suficiente para decir realmente que podría ser una gran parte del sistema energético”.
Pero algunos estadounidenses vieron claramente los beneficios de las baterías. Uno de ellos fue Christopher Shelton, ejecutivo de AES, propietaria de servicios públicos y plantas de energía en todo el mundo.
Comenzó a investigar las baterías de iones de litio cuando sus jefes pidieron a los empleados que presentaran una “idea de mil millones de dólares”. Shelton dijo que cree que las baterías podrían reducir la necesidad de plantas de energía que sólo se utilizan cuando la demanda de electricidad alcanza su punto máximo.
“¿Por qué construirías un activo que no vas a utilizar más del 5 por ciento del tiempo?” Sr. Shelton Dr. “Estábamos diciendo que las baterías deberían ser una alternativa a las plantas recolectoras”.
Instaló las primeras celdas de batería en una subestación eléctrica anodina en las afueras de Indianápolis, una ciudad conocida por su carrera automovilística de 500 millas. Posteriormente, su empresa adjuntó uno a un centro de operaciones en Norristown, Pensilvania, el administrador de red más grande del país, PJM Interconnection. A continuación se conectó el área de Los Ángeles, seguida de una batería más grande para la red de Indianápolis.
Aunque sus experimentos tuvieron éxito, no impresionaron lo suficiente a muchos ejecutivos de servicios públicos estadounidenses. La respuesta fue típica de una industria que sabe más: se enorgullece de seguir con grandes centrales de carbón, gas y energía nuclear. Cualquier otra cosa generalmente se considera una amenaza que puede provocar un apagón.
“Las empresas de servicios públicos han sido durante mucho tiempo escépticas ante las nuevas tecnologías”, dijo Leah Stokes, profesora asociada de la Universidad de California en Santa Bárbara, que estudia políticas y políticas energéticas. “Saben cómo construir un aparato, que es una gigantesca central eléctrica de combustibles fósiles, así que siguen haciéndolo”.
Drew Maloney, presidente y director ejecutivo del Edison Electric Institute, una organización comercial de servicios públicos, no está de acuerdo con esa evaluación. “La red energética estadounidense es la máquina más importante del mundo, y las compañías eléctricas estadounidenses se apresuran a poner a prueba y desplegar nuevas tecnologías una vez que se vuelven comercialmente viables y asequibles para los consumidores”, afirmó.
Pero aún así, muchos estados se muestran reacios a agregar baterías de servicios públicos estadounidenses. mucho Se está agregando una batería más pequeña al sureste.Por ejemplo, en comparación con California y Texas.
Los ejecutivos de servicios públicos no son los únicos escépticos. También lo son los formuladores de políticas y muchos estadounidenses comunes y corrientes.
Algunos gobiernos locales han prohibido las baterías grandes por motivos de seguridad. En mayo y junio, un gran complejo de baterías en el condado de Monterey, California, fue destruido por un incendio que liberó humo y sustancias químicas nocivas.
A pesar de ese desastre, los expertos en energía dicen que se han abordado muchos riesgos. El incendio de California se produjo con un tipo de batería que la mayoría de las empresas ya no utilizan. Y esas baterías se instalaron en el edificio de una central eléctrica donde el fuego podía propagarse fácilmente de un dispositivo a otro. La mayoría de las baterías se instalan al aire libre para reducir la posibilidad de propagación del incendio.
‘Pruebas en la Luna’
El raro zorro del desierto vive en la desolada meseta de Chile, donde AES ha instalado su proyecto de baterías. El sitio está a pocas horas de los dos aeropuertos más cercanos: Calama y Antofagasta.
Después de aterrizar, los visitantes deben conducir al menos cuatro horas hasta las salinas del desierto de Atacama, donde los trabajadores recolectan litio, un ingrediente clave de las baterías.
El campamento AES está a otra hora de distancia. Se asienta sobre una rodera rocosa, cubierta de neumáticos rotos. Aunque las temperaturas diurnas pueden alcanzar los 80 grados a finales de la primavera y principios del verano, las noches pueden ser casi heladas.
“Fue como tomar la batería y probarla en la luna”, dijo Joaquín Meléndez, un ingeniero que dirigió el proyecto AES allí bajo la dirección de Shelton.
A principios de la década de 2000, Chile atravesó una crisis energética porque Argentina, su principal proveedor de gas natural, no podía suministrar suficiente cantidad. Esto ha dejado a Chile, que no tiene fuentes internas de combustible, con poca energía para su gente y sus minas de cobre, yodo y litio.
Chile se vio obligado a depender de centrales eléctricas que quemaban caro carbón importado. Pero esas plantas no podían subirse o bajarse fácilmente, y la demanda de las empresas mineras chilenas fluctuaba enormemente.
Ahí es donde entraron en juego las baterías. Mientras que una planta de carbón puede tardar unos 12 minutos en ponerse en marcha, las baterías pueden descargar energía casi instantáneamente. Al combinarlos, los ingenieros se dieron cuenta de que las baterías podrían proporcionar la electricidad necesaria en las minas mientras alimentaban las plantas de carbón.
Meléndez trabajó jornadas de 16 horas durante seis meses para conectar la primera batería de litio comercializada a la red eléctrica. Este dispositivo sigue en pie, aunque la mayoría de sus funciones han sido asumidas por unidades más nuevas, más eficientes y asequibles.
El proyecto fue un éxito inmediato y ayudó a estabilizar el sistema eléctrico cuando anteriormente las operaciones mineras habían provocado fallas e interrupciones en la red.
Los ejecutivos de AES en Estados Unidos observaron de cerca lo que sucedía en Chile. Y en 2010, la empresa instaló sistemas de baterías comerciales en Nueva York y Texas. Dos años después, AES comenzó a agregar más baterías junto a un gran parque solar en Chile.
Durante la última década, las baterías han ayudado a Chile a utilizar menos carbón. En diciembre pasado, el país recibió al Dr. Más del 40 por ciento de su electricidad de paneles solares y turbinas eólicas, un 19 por ciento más que hace cinco años, según Ember Energy Research, una organización sin fines de lucro. Australia, Gran Bretaña, China, India y otros países también están añadiendo mucha energía renovable y baterías.
Shelton dijo que incluso él estaba sorprendido por el rápido crecimiento reciente de las baterías. “Predijimos cuánto bajaría el precio”.
