Tecnología

Las normas federales y el rendimiento demostrado de la producción y el precio garantizan que la próxima generación de plantas de energía de concentración solar estadounidense se diseñará con almacenamiento térmico.

Dan McCue, corresponsal en los EE. UU.

La decisión de BrightSource Energy de añadir almacenamiento de energía solar a tres de sus acuerdos con Southern California Edison (SCE) no solamente fomentarán el rumbo de la empresa para impulsar su competitividad económica sino que también ayudarán a su socio, una empresa de servicios públicos, a cumplir las nuevas órdenes estatales para el uso de energía de recursos almacenados, señalan los que están dentro del sector.

Y al menos un analista cree que las torres energéticas con almacenamiento podrían, realmente, ser una alternativa más económica que la tecnología fotovoltaica en una fecha tan temprana como 2016.

La implementación de la capacidad de almacenamiento de energía térmica SolarPLUS de BrightSource, una tecnología de sales fundidas que desveló la empresa hace varios meses, reducirá de manera significativa el coste total de energía al incrementar su factor de capacidad (cuánto produce una planta durante un año) mientras que también amplia la producción de electricidad en las últimas horas del día, cuando más lo necesita SCE.

Los analistas del sector de la energía solar han reconocido durante mucho tiempo el almacenamiento termosolar y las ganancias de eficiencia como dos componentes básicos para reducir el coste de la energía de concentración solar. También se han dado cuenta de las importantes ventajas de fiabilidad y flexibilidad operativa que proporciona la energía termosolar a las empresas de servicios públicos y a los operadores de la red.

Depósito de ventajas

"La tecnología de torre energética está dirigiendo el siguiente ciclo de mejoras de eficiencia y reducciones de costes en el sector termosolar", señala Kristin Hunter, portavoz de BrightSource Energy. "Al incluir el almacenamiento, hemos sido capaces de reducir los costes de energía totales a través del aumento de la capacidad de la planta, el factor (la cantidad de horas que una planta opera al año), y al evitar los impactos sobre el terreno y los costes directos asociados con la construcción de otra planta".

En otras palabras, el concepto funciona así: Cuando se añade el almacenamiento, se puede "hacer demasiado grande" la instalación solar, literalmente, al poner muchos más espejos. El resultado es que a primera hora de la mañana y a última de la tarde, el calentador situado en lo alto de la torre está generando mucha más energía de vapor que la turbina pueda tratar.

Este "exceso de flujo" es lo que se consigue guardar, a través de un intercambiador térmico, en los depósitos de almacenamiento en sales fundidas. Finalmente, mientras el día avanza, la cantidad de vapor que procede de la torre se reduce de manera significativa y ahí es cuando la empresa de servicios públicos empezará a sacar entonces energía procedente de los depósitos de sales fundidas utilizando calor almacenado para dar vueltas a la turbina.

Los analistas afirman que la capacidad de almacenar energía térmica para la implementación después de que se haga de noche proporciona a la CSP una ventaja decisiva sobre la tecnología fotovoltaica, cuyo precio ha caído en picado.

Brett Prior, un analista sénior de GTM Research, afirma que a través de esta estrategia, el factor de capacidad de la instalación de CSP individual puede mejorarse drásticamente a un gasto adicional nominal.

"Básicamente, se obtiene un 40 % más de energía, pero solamente aumentan los costes un 20 %", afirma.

En un reciente informe, Energía de concentración solar 2011: Tecnología, costes y mercados, Prior indica que las torres de CSP con almacenamiento pueden generar mayores ingresos y beneficios por kilovatio-hora que la fotovoltaica, y esas torres energéticas con almacenamiento representarán la opción solar de menor coste por kWh tan pronto como puede ser en 2016.

Según el Laboratorio Nacional de Energías Renovables estadounidense, las tecnologías termosolares con almacenamiento ofrecen diversas ventajas, incluido el cambio de producción energética para cubrir los momentos de máxima demanda, proporcionan la suficiente capacidad para sustituir, en vez de suplementar, una planta de energía tradicional y aumentar la interoperabilidad con sistemas de energía alternativos.

El mejor de todos, el almacenamiento en sales fundidas, se considera una tecnología demostrada, que se ha utilizado mucho en plantas termosolares en España durante años.

Ampia implementación

BrightSource no está solo en la implementación de tecnología en EE. UU.

Solar Reserve, con sede en Santa Mónica, California, está incorporando almacenamiento en sales fundidas en la planta de 110 MW que está construyendo actualmente en Nevada. Mientras, en California, eSolar Inc., el operador de la única instalación de torre de CSP comercial que está en marcha en Norteamérica, está realizando continuamente trabajos de I+D en su propio sistema de almacenamiento.

En 2010, eSolar recibió 10,8 millones de USD del Departamento de Energía estadounidense para apoyar el proyecto, que se lleva a cabo con el Babcock & Wilcox Power Generation Group Inc. Ese proyecto actualmente está en la fase de diseño de ingeniería.

El desarrollador de CSP español Abengoa, que ha utilizado durante mucho tiempo sales fundidas para el almacenamiento energético, también recibió apoyo federal en forma de una garantía de crédito de 400 millones de USD para la planta energética de 250 MW que está construyendo en Arizona.

La normativa subraya las ventajas

La decisión de BrightSource de incorporar almacenamiento energético en sus proyectos actuales también se ha visto como muy en la línea de la intención del proyecto de ley de la asamblea 2514 de California, legislación de referencia aprobada y convertida en ley en los últimos días de la administración del exgobernador Arnold Schwarzenegger.

El proyecto de ley tenía la intención de avanzar la implementación de tecnologías de almacenamiento de energía.

"El almacenamiento de energía mejora el rendimiento general de nuestro sistema de energía eléctrica que reducirá los costes para los consumidores", señaló el miembro de la asamblea Nancy Skinner, que creó el proyecto de ley con el actual gobernador (después, fiscal general) Jerry Brown. "El paso del proyecto de ley de la asamblea 2514 avanza la economía de energía limpia de California y representa una gran oportunidad económica para el estado".

La ley establecía objetivos preliminares para que las empresas gubernamentales de servicios públicos obtuvieran sistemas de almacenamiento de energía rentables para el 31 de diciembre de 2015 y metas adicionales que se alcancen para el 31 de diciembre de 2020.

Las proyecciones actuales sugieren que las empresas de servicios públicos de California necesitarán producir 25 GW de energía para cumplir la demanda en los momentos de máximo consumo en 2020, lo que significa que según las pautas de la 2514, 1,25 GW de esa energía deberán proceder de energía almacenada.

"Al preguntarle a BrightSource sobre la incorporación de almacenamiento, SCE está cumpliendo de manera efectiva el 60 % de sus obligaciones en el marco de los proyectos de ley de la asamblea a través de esta asociación", afirma Prior.

"Podría inspirar a las empresas de servicios públicos a pedirles a las empresas que actualmente están realizando proyectos de CSP que incorporen almacenamiento, si no es demasiado tarde".

El director ejecutivo y presidente, John Van Scoter, afirma que el trabajo de su empresa en el desarrollo de tecnología de almacenamiento en sales fundidas se inició hace varios años.

"La distribución con capacidad de suministro de energía fiable generada a partir del sol durante períodos de máxima demanda (no solamente cuando brilla el sol) es parte de las necesidades a las que se enfrentan las empresas de servicios públicos", explica Scoter. "Además, la integración de un sistema de almacenamiento en sales fundidas puede llegar a disminuir el LCOE de la energía solar y hacerla más rentable.

Reducción de la huella del proyecto

En el marco de los acuerdos originales con SCE, BrightSource suministraría aproximadamente cuatro millones de MWh de electricidad al año a través de siete plantas energéticas.

Debido a las mayores eficiencias y factores de capacidad asociados al almacenamiento energético, el nuevo conjunto de acuerdos proporcionará aproximadamente la misma cantidad de energía al año pero con una planta de 200 MW menos, lo que reduce los impactos sobre el terreno de suministrar esta energía en cerca de 1280 acres y evita los costes transaccionales que finalmente afectan a los contribuyentes de California.

El nuevo conjunto de contratos, que todavía espera la aprobación de la  Comisión de servicios públicos de California, consiste en dos plantas termosolares de BrightSource programadas para suministrar electricidad en 2015 y tres plantas de BrightSource con almacenamiento programadas para el suministro en 2016 y 2017.

Además, BrightSource y sus socios (NRG Energy, Google and Bechtel) están construyendo actualmente una planta de 126 MW para SCE en el proyecto solar Ivanpah en el sureste de California.

Prior cree que el mayor efecto del proyecto de ley de la asamblea 2514 será para dar un codazo para que las empresas de CSP inviertan más en investigación y desarrollo de tecnologías de almacenamiento.

"Podría ser que también proporcione a estas empresas un poco más de influencia en el mercado y les ayude a ganar futuros proyectos", afirmó. "Después de todo, les ofrece la posibilidad de decir que no solamente podemos ayudar a cumplir los requisitos del reglamento de la cartera de renovables sino también a cumplir los reglamentos de la 2514".

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Rikki Stancich: rstancich@csptoday.com