El papel del almacenamiento en la reducción de costes de CSP

Gráfico 10.1. Proyecciones del coste nivelado de energía (LCOE) por tecnología renovable entre 2014 y 2025. Fuente: IRENA.

Tradicionalmente se ha considerado que el almacenamiento era un activo útil para la CSP, pero que también incrementaba los costes. Ahora se está promocionando como una vía importante para la competitividad económica.

Por Jason Deign

Traducido por Alexandra Aretio

El informe Renewable Power Generation Costs in 2014 (Costes de generación de la energía renovable en 2014) de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA, por sus siglas en inglés) incluye un diagrama que es imprescindible para los aficionados a la CSP. En él se muestra el coste nivelado de la energía (LCOE, por sus siglas en inglés) para la CSP el año pasado y cuál podría ser para 2025. El contraste es llamativo. 

Mientras que en 2014 los márgenes del LCOE para las tecnologías cilindroparabólica y de torre energética se mantenían muy por encima de la mayoría de las otras fuentes de generación de renovables (eólica marina, la gasificación de biomasa y alguna fotovoltaica a escala de red), para 2025, parece que caen todos en picado.

El análisis de la IRENA muestra que los márgenes del LCOE de la CSP disminuyen proporcionalmente más que los de cualquier otra fuente de generación renovable, lo que rompe el margen de los costes actuales de la electricidad de combustible fósil.

Pero puede que lo que sea más sorprendente es que las tecnologías CSP que lideran esta reducción de costes serán las que cuentan con almacenamiento.

Mientras que las plantas cilindroparabólicas con menos almacenamiento, el diseño de planta que predomina en la actualidad, disminuirán su LCOE hasta situarlo entre unos 0,15 USD y unos 0,2 USD por kilovatio-hora (kWh), "para 2025, las torres solares [con almacenamiento] podrían producir electricidad a entre 0,11 USD y 0,16 USD/kWh", declaró la IRENA.

Esto haría que la CSP de torre energética fuera competitiva con la generación de combustible fósil y con otras fuentes de energía renovable, incluida la eólica marina, la fotovoltaica a escala de red, la hidroenergía y la mayoría de formas de biomasa.

Asimismo, el almacenamiento ayudaría a reducir el LCOE para las plantas con tecnología cilindroparabólica, aunque en menor medida. No obstante, las previsiones son considerables porque hasta hace relativamente poco se pensaba que el almacenamiento era algo que añadía costes a la planta y, posiblemente, incrementaba el LCOE.

Factores de capacidad

Lo que ha cambiado es una comprensión de cómo los gastos adicionales de capital y los gastos de explotación necesarios para el almacenamiento pueden traducirse en factores de capacidad mejorados que reducen el LCOE a lo largo de la vida útil de una planta.

"Las plantas de CSP con almacenamiento son más costosas, en términos de inversión, que una planta sin almacenamiento —confirmó Rafael Guédez, ingeniero de I+D de energía termosolar en el Instituto Real de Tecnología KTH—. Está claro, porque son necesarios más equipos e instrumentos".

"No obstante, en términos de LCOE, una planta con almacenamiento cuesta menos porque cuando la combinación de solar y almacenamiento es óptima, la energía adicional que se genera es tal que compensa con creces los gastos de capital y explotación adicionales".

El efecto se aprecia concretamente en las torres energéticas porque es más sencillo integrar y explotar almacenamiento en sales fundidas con las plantas. Con los diseños de cilindroparabólica se plantean retos si las sales fundidas se utilizan directamente como fluido de transferencia térmica o junto a fluidos tradicionales basados en aceite.

"Si hubiera que añadir sal a una planta cilindroparabólica cuyo fluido caloportador fuera el aceite térmico, serían necesarios intercambiadores térmicos de aceite a sal, depósitos de sal, bombas de sal, instrumentos y la instalación", afirmó Bill Gould, responsable de tecnología en SolarReserve, un desarrollador de torres energéticas.

"Por tanto, supone una gran diferencia añadir sal a una planta de CSP con dos fluidos".

Cuando se utiliza sal como el fluido de transferencia térmica, prosigue: "Es necesario un kilómetro de cilindroparabólica por megavatio de producción electrónica, así que si hay una planta de 50 MW, hay 50 km de conductos, y todo horizontal. ¿Cómo se drena?

"Y también están todas las juntas giratorias y los tubos flexibles, y el tema de la sal es que tiende a filtrarse a través de la grieta más pequeña, así que existe la posibilidad de que se produzcan fugas en todos esos conductos horizontales".

Planta de torre

Por otro lado, Gould afirmó lo siguiente: "En una planta de torre hay 200 metros hacia arriba, 200 hacia abajo, probablemente 200 más hacia los intercambiadores térmicos y de vuelta. Hay un total de unos 600 metros y casi todo es en vertical, así que se drena automáticamente".

Sin embargo, está claro que el almacenamiento puede ser un activo para casi cualquier planta de CSP. Y es probable que todavía se subestimen los efectos beneficiosos del almacenamiento en el LCOE.

"Es importante recordar que los cálculos para el LCOE de la CSP suponen que toda la electricidad generada tiene el mismo valor", indicó la IRENA en su informe de costes de generación energética de 2014.

"Sin embargo, este no es el caso, así que es probable que las plantas con niveles superiores de almacenamiento ofrezcan más flexibilidad para captar el aumento del valor de los precios en horas punta".

Como ejemplo, la IRENA señala que se ha estimado que la CSP con almacenamiento de energía térmica ofrezca entre un 26 % y un 41 % más de valor que un "bloque plano" de generación energética cuando se añade a un modelo del sistema de electricidad de Colorado y Wyoming.

Todo esto suena bastante bien para la CSP. Pero las previsiones de la IRENA incluyen una salvedad importante.

"La reducción en el LCOE para la CSP dependerá, en mayor medida, del éxito a la hora de mejorar el clima actual de inversión y los compromisos a mayor plazo con las medidas de apoyo normativo que pueden respaldar la implementación y las inversiones de conocimientos", afirmó la Agencia.

En la actualidad, sin embargo, el diseño de contratos de energía renovable que valoran el almacenamiento térmico todavía plantea un reto. Ahora que el sector es consciente de cuánto se valora el almacenamiento, el trabajo consiste en convencer al resto del mundo. 

 

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