Estudian la viabilidad de almacenar energía renovable a partir de baterías usadas

La transición del suministro público de energía a fuentes renovables plantea varios desafíos. Uno de ellos es optimizar el uso del excedente de energía renovable producido en momentos de baja demanda, como por ejemplo las turbinas eólicas que funcionan durante la noche. Hay varias soluciones disponibles para almacenar este excedente de energía para su uso en momentos de alta demanda o baja producción. El almacenamiento en baterías a gran escala es una opción, pero la instalación de nuevos sistemas de baterías es costosa. Además, el uso de baterías nuevas genera contaminantes ambientales (incluidos desechos peligrosos y gases de efecto invernadero) en la fabricación y el reciclaje.

El mercado mundial de vehículos eléctricos está creciendo rápidamente y se espera que alcance el 16% de la cuota total del mercado de vehículos para 2030. Estos vehículos suelen utilizar baterías de iones de litio con una vida útil de unos 10 años en el vehículo. Después de esto, las baterías siguen funcionando adecuadamente para aplicaciones de almacenamiento de energía (lo que se denomina uso de "segunda vida"). Esto aumenta la vida útil de la batería entre 7 y 10 años más, lo que reduce la necesidad de baterías nuevas y contribuye a los objetivos establecidos por el marco regulatorio de la UE para baterías y en línea con el plan de acción europeo de economía circular y el Pacto Verde Europeo.

Este estudio se centró en la isla española de Tenerife, que cuenta con un sistema energético aislado y desconectado del resto de Islas Canarias. Centrándose en dos parques eólicos, que en conjunto producen alrededor del 23% de la energía eólica de la isla, los investigadores desarrollaron una metodología para evaluar la viabilidad técnica y económica de desarrollar un sistema de almacenamiento de energía para cada instalación a partir de baterías de vehículos eléctricos recuperadas en la isla. La evaluación técnica consideró la disponibilidad de baterías y los excedentes de energía proyectados, mientras que la evaluación económica consideró la rentabilidad (valor actual neto y tasa interna de retorno), el impacto probable de los subsidios y la sensibilidad de los resultados a los cambios en los factores subyacentes.

Según los investigadores, la actual falta de baterías adecuadas limitaría la rentabilidad a corto plazo, pero lo más importante es que a partir de 2025 un sistema de almacenamiento de energía en cualquiera de las instalaciones sería económicamente viable. A partir de ese momento, el valor actual neto aumentaría de manera constante para el parque eólico A y exponencialmente para el parque eólico B hasta 2031, afirman. La tasa interna de retorno aumentaría a alrededor del 10% para el parque eólico A en 2027, y a alrededor del 14% para el parque eólico B en 2030.

Las subvenciones a los gastos de funcionamiento no afectaron a la rentabilidad de las instalaciones, según los investigadores. Sin embargo, un subsidio del 15% a los gastos de capital aumentaría la tasa interna de retorno hasta 2027 de alrededor del 10% a más del 14% para ambas instalaciones. Continuar con este subsidio hasta 2030 aumentaría la tasa interna de retorno del 12,6% al 16,8% para el parque eólico A y del 11,7% al 18,5% para el parque eólico B, generando una tasa de retorno superior a la del propio subsidio en ambos casos.

La rentabilidad no se vio afectada por la manipulación de suposiciones sobre los volúmenes de ventas de vehículos eléctricos, los tipos de baterías de iones de litio utilizadas en los vehículos o los costos de instalación del sistema de almacenamiento de energía, informan los investigadores. Sin embargo, afirman que los futuros precios de la electricidad en el mercado mayorista tendrán un impacto sustancial en la rentabilidad. Al señalar el fuerte aumento de los precios de la electricidad en 2021, dicen que si los precios cayeran a los niveles anteriores a 2021, ninguna instalación sería rentable sin subsidios tanto para los gastos operativos como para los de capital.

Los investigadores destacan los beneficios medioambientales del uso de baterías de segunda vida en términos de recuperación de excedentes de energía renovable, apoyo a la red con servicios como regulación de frecuencia y respuesta a la demanda, y ampliación de la vida útil de las baterías. Dicen que hasta 2031, estos sistemas podrían evitar entre 0,7 y 1,2 kilotones de desechos acumulados relacionados con las baterías, evitar entre 28 y 90 kilotones de emisiones de CO 2 mediante la recuperación de energía renovable y ahorrar entre 5 y 7 millones de euros en costos de reciclaje de baterías.

Los investigadores sugieren que los responsables de la formulación de políticas consideren estas cuestiones al evaluar las baterías de segunda vida frente a otras soluciones de almacenamiento de energía, como la hidráulica de bombeo (que consta de dos depósitos de agua a diferentes elevaciones que pueden generar energía a medida que el agua desciende de uno a otro, pasando a través de una turbina). ) o hidrógeno verde. Argumentan que si bien los subsidios no eran esenciales en estos escenarios, un subsidio al gasto de capital del 15% haría que la rentabilidad fuera más resistente si los precios de la electricidad cayeran. Sugieren que futuras investigaciones podrían analizar el uso de baterías de segunda vida en otros sistemas de almacenamiento de energía y proponen que un parque eólico en Tenerife, como los que se describen aquí, podría funcionar como un valioso "laboratorio viviente".

Hasta 2024, la capacidad de las baterías de ambos parques eólicos está limitada por la escasez de baterías de segunda vida disponibles, debido a la baja adopción de vehículos eléctricos. Esto plantea la pregunta: ¿Podría Tenerife recoger e instalar las baterías usadas necesarias sin importarlas desde la península española? Sin embargo, a partir de 2029, los investigadores dicen que el crecimiento esperado del mercado de vehículos eléctricos podría satisfacer las necesidades de cualquiera de los parques eólicos. También está la cuestión de cubrir los gastos de recogida e instalación de las baterías usadas.