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Editorial
ERNC+BESS: Parte del
Paisaje
EL 21 DE NOVIEMBRE, casi un año después de ser ingresado a tramitación al Congreso, se publicó en el Diario Oficial el proyecto de ley que promueve el almacenamiento de energía eléctrica y la electromovilidad. Una iniciativa presentada por la administración anterior y que, como lo ha señalado la actual, es resultado de un trabajo que ha caracterizado las medidas energéticas en Chile, considerando políticas públicas estables que trascienden a los gobiernos. compensando así la variabilidad de los recursos renovables, sino también porque este mismo atributo ha sido destacado como un factor que puede aportar flexibilidad al SEN.
Lo anterior se da en un contexto en que hoy, con mayor frecuencia, están entrando en fase operativa o ingresando a evaluación ambiental proyectos de gran envergadura conformados por plantas fotovoltaicas y sistemas de almacenamiento mediante baterías de litio (BESS). El último de ellos, al cierre de esta edición, fue la inauguración de la central Diego de Almagro Sur, de Colbún, en la comuna del mismo nombre en la región de Atacama, con una potencia instalada de 230 MW, de generación fotovoltaica, y una potencia de 8MW y capacidad de almacenaje de 32 MWh. Paralelamente, bastante se está comentando en los foros y encuentros del sector eléctrico sobre los beneficios del almacenamiento de energía, destacando su rol habilitante para la incorporación masiva de las tecnologías renovables. De hecho, no solamente porque permite producir energía durante las horas en que no hay sol o corre menos viento,
Aún más. La generación de energía a partir de sistemas de almacenamiento está siendo considerada, junto con nuevas obras de generación, dentro de las opciones a las que el país puede echar mano para sumar los GW necesarios de manera de poder adaptar el sistema al retiro acelerado de todas las centrales a carbón al año 2030, si es que esta meta se logra alcanzar. “Bastante se está comentando en los En efecto, según estimaciones foros y encuentros del sector eléctrico de Acera, para que se concrete sobre los beneficios del almacena- lo anterior, sería necesario la miento de energía, destacando su rol implementación de sistemas habilitante para la incorporación masi- de almacenamiento de gran va de las tecnologías renovables”. duración, como solar CSP –tecnología ya implementada en la planta Cerro Dominador– y bombeo hidráulico, sumándose así a los módulos BESS. Con todo, esta opción es hasta ahora la más desarrollada en Chile, en gran parte, por su rentabilidad. De este modo, cada día será más común escuchar de proyectos fotovoltaicos que se desarrollan en combinación con racks de baterías; grandes contenedores de 10 o 12 metros de longitud que pueden pesar varias decenas de toneladas, y que cada día, además, nos acostumbraremos a ver como componentes de las centrales de energía renovable. Poco a poco, están formando parte del paisaje.
ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA:
Poder en
reserva
Foto: Gentileza AES Andes
Con la promulgación de la Ley de Almacenamiento y Electromovilidad, se dará un mayor impulso en el país al desarrollo de los sistemas para acopiar la energía generada a partir de fuentes renovables.
Hoy se construye la segunda etapa del Virtual Reservoir, en la central hidroeléctrica Alfalfal ubicada en la RM. A FINES DE OCTUBRE, Chile registró un logro inédito en materia de generación eléctrica. Por primera vez, la energía producida por plantas solares y eólicas superó a aquella generada por centrales térmicas a carbón, en un período de 12 meses. Sin duda, todo un hito, que se da en el contexto de los esfuerzos del país por impulsar la descarbonización acelerada –en la medida de lo posible–, para llegar a la meta de la carbono neutralidad al año 2050.
En el marco de este debate, el almacenamiento ha asumido un rol protagónico, definiéndosele como una herramienta clave para aumentar la contribución de las energías renovables en la matriz eléctrica nacional. Esto, gracias a que permite compensar la variabilidad de las llamadas fuentes limpias y con ello, por ende, aportar flexibilidad al sistema eléctrico.
Autoridades, expertos y gremios del sector concuerdan en que un problema que impide aprovechar más la potencia generada por las centrales renovables es la falta de sistema de transmisión con la capacidad necesaria para transportarla hacia los centros de consumo. Debido a ello se producen los vertimientos, o pérdidas que experimentan las plantas energéticas con el elemento que no puede ser evacuado.
Ana Lía Rojas, Directora Ejecutiva de la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento (Acera A.G.), afirma que la cantidad de energía ERNC perdida por restricciones de transmisión desde enero a septiembre de 2022 equivale al casi el 100% de la energía adjudicada en la última licitación de clientes regulados (748 GWh).
La líder gremial advierte que Chile registra prácticamente los mismos niveles de vertimiento de energía renovable que antes de la interconexión SIC-SING, lograda en 2017. “Ante la ausencia de una gestión de red que incorpore la minimización de vertimientos y a la espera de que se concrete la próxima gran obra de transmisión –línea HVDC Kimal – Lo Aguirre– el almacenamiento es una de las respuestas más factibles para aumentar la capacidad de transferencias en el sistema eléctrico”.
Hito normativo
En ese sentido, un hito a nivel normativo se concretó el 21 de noviembre con la publicación en el Diario Oficial de la ley N° 21.505, que promueve el almacenamiento de energía eléctrica y la electromovilidad. Entre sus principales aspectos está que habilitará que, a los proyectos de almacenamiento puro –es decir, aquellos sistemas que no están asociados a centrales de generación–, se les pague por inyectar energía al sistema eléctrico y por estar disponibles en los momentos de mayor demanda.
Asimismo, permitirá que a los proyectos productivos que cuenten con capacidad propia de generación eléctrica renovable –por ejemplo, hidrógeno verde– paguen cargos que le correspondan por el uso del sistema eléctrico solo basado en la energía y potencia efectivamente retirada del mismo.
Foto: Gentileza Acera A .G .
Ana Lía Rojas, Directora Ejecutiva de Acera A.G.
Esta ley viene a entregar las habilitaciones legales necesarias, en particular, en lo relacionado con la remuneración por energía y potencia de sistemas de almacenamiento autónomos”, Ana Lía Rojas, Directora Ejecutiva de Acera A.G.
Sumado a lo anterior, la norma habilita a los sistemas de almacenamiento –incluyendo a vehículos eléctricos– para inyectar energía a la red de distribución eléctrica.
Otro aspecto del texto es que incorpora a los “sistemas de almacenamiento” en diversas normas de la Ley General de Servicios Eléctricos, para habilitar su remuneración. Esto posibilitará el desarrollo de proyectos de almacenamiento de diversas tecnologías (baterías y aire comprimido, entre otras) y maximizar la integración de energías renovables variables como la solar y la eólica.
Desde el ministerio de Energía destacan la entrada en vigor de la ley N° 21.505. El ministro Diego Pardow señala que la nueva regulación “permitirá el desarrollo de energías renovables flexibles. ¿Qué significa esto? Incentivar el uso tecnologías limpias que posibiliten al sistema responder durante los peak de demanda, de manera de dejar de depender de los combustibles fósiles. Esa es la única manera que permitirá descarbonizar nuestra matriz energética”.
Por su parte, el subsecretario de la cartera, Julio Maturana, comenta que “sacar esta ley de Almacenamiento era clave para dinamizar el sector, para darle más flexibilidad y para permitirle una entrada más amplia y diversa a las energías renovables”.
Indica, además, que el impulso a los sistemas de acopio de energía “va a entregar mucha flexibilidad al Sistema Eléctrico Nacional, porque hoy día producimos mucha energía en algunos lugares del país y no tenemos cómo transmitirla; llevarla hasta otras zonas de alta demanda”.
Futuras leyes
Desde la perspectiva gremial, Ana Lía Rojas comenta que “esta ley viene a entregar las habilitaciones legales necesarias, en particular, en lo relacionado con la remuneración por energía y potencia de sistemas de almacenamiento autónomos”. Añade que “existe un adecuado nivel de consenso de la industria eléctrica renovable en este proyecto de ley y el sentido de urgencia que
Impulso a la movilidad eléctrica
Dentro de la ley N° 21.505 también se considera el impulso de la electromovilidad por medio de estímulos para migrar a ese tipo de medios de transporte. Al respecto, la norma rebajará transitoriamente por ocho años el costo de los permisos de circulación de los vehículos eléctricos (VE), para equipararlo con los de automóviles de combustión interna, que son cerca de un 65% más baratos.
De hecho, en los primeros dos años existirá una exención total, la cual disminuirá gradualmente hasta el octavo año.
se ha dado para que las condiciones habilitantes para la transición se desarrollen”.
En su opinión, no obstante, se requieren otros apoyos legislativos mediante futuros proyectos de ley que aborden el déficit de transmisión y la promoción de más energías renovables. “Las mejoras en materia de almacenamiento, electromovilidad y otras medidas para la electrificación de consumos se pueden incorporar en iniciativas posteriores o a nivel de reglamento y normas técnicas, pero la señal que se requiere es ahora”, sostuvo Rojas.
Por otra parte, en AES Andes comentan que “se trata de una ley que promueve de forma importante la inversión en sistemas de almacenamiento, ya que reconoce legalmente el atributo de suficiencia y la capacidad de inyectar energía al sistema eléctrico en los momentos de mayor demanda, por lo que se espera la incorporación de más y nuevos proyectos con
Sistema de almacenamiento implementado en la central hidroeléctrica Alfalfal.
Foto: Gentileza Sungrow
Cesar Saenz, LATAM Utility & ESS Manager de Sungrow este tipo de soluciones, que serán de gran utilidad para reducir los vertimientos de energía renovable que presenta el Sistema Eléctrico Nacional”. Cabe mencionar que esta compañía fue la primera que implementó un sistema de este tipo en el país.
BESS
De acuerdo con cifras de Acera, actualmente existe en Chile una capacidad instalada de almacenamiento de 64 MW, correspondiente a proyectos distribuidos en las regiones de Arica y Parinacota, de Antofagasta y Metropolitana.
En el mundo, existen varios tipos de tecnologías para almacenamiento de energía, pero la más desarrollada y rentable hasta ahora es aquella mediante el uso de baterías de litio o mejor conocida como BESS (Battery Energy Storage Systems).
En 2009, AES Andes introdujo en el país el primer sistema BESS, que actualmente funciona al interior de la subestación Andes, en la región
de Antofagasta. Desde esa fecha, la compañía ha construido otros dos bancos de almacenamiento de energía en Mejillones: BESS Angamos y BESS Cochrane.
“A su vez, en 2021 la compañía consolidó esta tecnología como un importante habilitador de su estrategia transformacional Greentegra, al completar la construcción de la primera etapa del Virtual Reservoir, adyacente a la central hidroeléctrica Alfalfal, en San José de Maipo, Región Metropolitana, siendo estas baterías las primeras en ser instaladas con la finalidad de optimizar la utilización del agua en una planta hidroeléctrica de pasada”, afirman en la empresa.
Hoy, la firma construye la segunda fase del Virtual Reservoir en la central Alfalfal y avanza en la ejecución de los proyectos Andes Solar IIb y Andes Solar IV, que incluyen baterías y se localizan en la región de Antofagasta. “En el caso de Virtual Reservoir II, esta nueva etapa incluirá 40 MW de baterías con capacidad de almacenamiento de 5 horas, suficientes para alimentar a más de cien mil hogares durante dicho período de tiempo”, explican.
Hoy, es difícil decir cuánto va a costar una batería en cuatro o cinco años más”, Alejandro Donough, Business Development Manager de Wärtsilä.
Foto: Gentileza Acera Añaden que, por otra parte, “el proyecto Andes Solar IIb contará con una capacidad de 180 MW solares e incluirá el sistema de almacenamiento más grande de Latinoamérica, con una capacidad para almacenar 112 MW por 5 horas (560 MWh de energía)”.
Alejandro Donough, Business Development Manager de Wärtsilä
Desafíos técnicos
El desarrollo e impulso a los sistemas de almacenamiento BESS trae aparejado consigo varios desafíos técnicos, como por ejemplo en términos de logística, por el elevado peso que tienen las baterías. Esto ha llevado a que algunas empresas adapten los diseños de sus soluciones en función de las posibilidades que ofrecen los medios de transporte disponibles.
Otro aspecto que ha motivado la búsqueda de soluciones eficientes es la necesidad de contar con refrigeración los racks de acumuladores, pues la estabilidad térmica es fundamental para el rendimiento y la vida útil de la batería.
De carbón a sales fundidas
En octubre del presente año, AES Andes ingresó a evaluación ambiental el proyecto Alba, una iniciativa pionera que explora ser una alternativa para la reconversión a centrales termoeléctricas a carbón a través del uso de sales fundidas. “Específicamente, el proyecto considera la posibilidad de reemplazar la actual generación a carbón de las unidades 1 y 2 de la central termoeléctrica Angamos, ubicada en Mejillones, región de Antofagasta, por un sistema de sales fundidas (Molten Salt), permitiendo con esta tecnología almacenar energía y capacidad libre de emisiones para posteriormente ser utilizada en el sistema eléctrico”, afirman en la compañía. Agregan que las sales fundidas serán calentadas con energía eléctrica proveniente de fuentes renovables. “Estas sales serán direccionadas al generador de vapor, donde intercambiarán calor con el agua, generando el vapor necesario para alcanzar una potencia de 560 MW, considerando ambas unidades en operación”, detallan. Este, sin embargo, no es el primer proyecto que se desarrolla en Chile con dicha tecnología. En 2021 se concretó otro hito en este ámbito, con la inauguración de la planta de CSP Cerro Dominador, que por medio de almacenamiento térmico con sales fundidas es capaz de proveer energía solar fotovoltaica en un régimen 24/7. Cesar Saenz, LATAM Utility & ESS Manager de Sungrow sostiene que la compañía migró de mecanismos de enfriamiento por aire, a aquellas que utilizan líquido. Según el ejecutivo, es por varios motivos. Entre ellos, que la batería venía en un contenedor de 40 pies (12 metros). “La solución de enfriado por líquido tiene mayor densidad de potencia cuando se hace el layout de dos, cuatro u ocho equipos, etc.”, sostiene el ejecutivo.
Añade que una segunda ventaja del sistema de enfriado por líquido es que ocupa un 25% menos de superficie, comparado con soluciones tradicionales de refrigeración por aire. También, resalta que los primeros consumen menos de la mitad de energía que las alternativas tradicionales, ya que estas utilizan equipos de aire acondicionado que son intensivo en el uso de energía.
Por su parte, Alejandro Donough, Business Development Manager de Wärtsilä, concuerda con que la opción de enfriamiento líquido es la más eficiente. En ese sentido, comenta que la empresa comercializa dos modelos de contenedores. Uno, de 40 pies de largo (12 metros), con capacidad de 6 MWh, y otro de 10 pies, denominado Quantum, de 1,4 MW de potencia.
Según detalla, una ventaja del Quantum es que cuenta con refrigeración por líquido. “Es decir, es mucho más precisa la evacuación de calor de la batería, dentro del contenedor, y eso redunda en mayor durabilidad”.
La compañía implementó el sistema de baterías de almacenamiento en el proyecto Diego de Almagro Sur, que Colbún inauguró en esta comuna, en lo que se transformó en el primer proyecto conjunto PV+BESS en la región de Atacama.
Precios a la baja
A medida que avanza el desarrollo de los sistemas BESS en Chile, los precios de esta tecnología han ido bajando. En efecto, Alejandro Donough
El almacenamiento de energía es un nuevo activo de la red, habilitado por el crecimiento de la generación de energía renovable variable”, Ángela Castillo, Business Development Director Energy & Process Industries Latin America de Black and Veatch.
Foto: Foto: Archivo B2B Media G roup
Ángela Castillo, Business Development Director Energy & Process Industries Latin America de Black and Veatch expresa que “hoy es difícil decir cuánto va a costar una batería en cuatro o cinco años más”.
Al respecto, Ángela Castillo, Business Development Director Energy & Process Industries Latin America de Black and Veatch, sostiene que el costo de implementar almacenamiento de energía está hoy en su nivel más bajo. “Se prevé que en 2030 cueste menos de la mitad que hoy”, recalca la profesional. Sin embargo, aclara que “no es barato, por lo cual el dimensionamiento y la optimización son muy importantes”.
Añade que las celdas de baterías de litio utilizadas en dispositivos móviles y vehículos eléctricos son las mismas que se usan para el almacenamiento de energía estacionaria en la red. “Por eso, las economías de escala en la fabricación de esas celdas hacen bajar los costos”, puntualiza.
Batería equipada con sistema de enfriamiento por líquido
Asimismo, la ejecutiva da cuenta de algunas tendencias que ya se manifiestan en Estados Unidos en el ámbito del almacenamiento de energía. Por ejemplo, que el tercer trimestre de 2020 fue el mayor de la historia para el desarrollo de este tipo de tecnología en dicho país.
De igual manera, señala que una novedad que se viene es el almacenamiento de larga duración. “No solo 12 horas, sino 24, 48 y 168 horas”, precisa la ejecutiva. Sumado a ello, añade que se impulsarán los sistemas híbridos de almacenamiento, con cualquier activo de la red.
Metas a 2030
Según Ana Lía Rojas, para lograr las metas del proceso de descarbonización acelerada se requiere aumentar la generación a partir de fuentes renovables y, en eso, estima que el almacenamiento podría ser clave. “Aunque no haya retiros adicionales de centrales a carbón en el periodo 2021- 2025, igualmente se requieren en torno a los 5 GW en obras de generación adicionales, por sobre los 10
El 28 de noviembre, Colbún inauguró el proyecto Diego de Almagro Sur, en la región de Atacama, que comprende un parque fotovoltaico y un sistema de almacenamiento de energía mediante baterías. GW en curso (dado los 3 GW de desconexión de carbón en el periodo)”, afirma.
De este modo, añade que para poder adaptar el sistema a la salida total de centrales a 2030, se requiere el desarrollo de capacidad adicional por 7,5 GW, dentro de los cuales se considera la
La solución de enfriado por líquido de sistemas BESS tiene mayor densidad de potencia cuando se hace el layout de dos, cuatro u ocho equipos”, Cesar Saenz, LATAM Utility & ESS Manager de Sungrow.
incorporación de cerca de 2 GW en sistemas de almacenamiento de gran duración, como solar CSP y sistemas de bombeo hidráulico. En la misma línea, Ángela Castillo señala que el almacenamiento de energía es, además, “una solución para la estabilidad de la red, que permite equilibrar el aumento de la generación de energía renovable variable”.
Black & Veatch promueve el almacenamiento de larga duración para energías renovables
Los sistemas de baterías BESS prometen resolver el mayor obstáculo de las ERNC, como es su variabilidad a corto plazo y el desequilibrio estacional.
La generación mediante Energías Renovables No Convencionales (ERNC) crece fuertemente, y se proyecta que en 2050 casi la mitad de la energía mundial será suministrada por esta vía. Lo anterior, pone de manifiesto la necesidad de avanzar en el desarrollo de nuevas tecnologías que permitan resolver el mayor obstáculo para este tipo de sistemas, como es la variabilidad a corto plazo y el desequilibrio estacional. “El almacenamiento de energía a largo plazo permitiría guardar y suministrar electricidad durante días, o incluso semanas, en lugar de unas pocas horas”, señala Ángela Castillo, Business Development Director de Black & Veatch, empresa mundial de consultoría, ingeniería y construcción. No obstante, la ejecutiva estima que aún faltan años para la plena comercialización de estas tecnologías de larga duración, aunque la necesidad de guardar energía sigue creciendo rápidamente. “Antes de que el almacenamiento a largo plazo esté disponible de forma generalizada, los gestores de las instalaciones pueden –y deben– aprovechar los sistemas en forma de baterías recargables disponibles en la actualidad”, sostiene.
Creciente interés Castillo considera que el cambio climático, las energías renovables y el movimiento de electrificación son los factores que impulsan el creciente interés por los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS). “La energía eólica y la solar contribuyen a resolver la crisis climática sustituyendo la energía fósil por electricidad sin emisiones, pero estos recursos son, por naturaleza, intrínsecamente variables”, afirma. Por eso, cree que los BESS pueden suavizar las diferencias entre esta nueva oferta variable y la demanda tradicional. Señala que la drástica y continuada reducción del costo de las baterías de iones de litio ha convertido el almacenamiento de energía en una opción habitual y rentable para los gestores de instalaciones. "Hoy día, es un sustituto económico de la energía de la red, de las turbinas de gas de un solo ciclo y de los elementos de respuesta a la demanda, como la reducción de los picos de carga, lo que ya no es necesario puesto que se puede utilizar una batería para mantener las operaciones", asevera.
Impulso automotor Castillo dice que parte de la fuerza detrás de la caída del costo es la ampliación de la cadena de suministro de baterías por la mayor demanda de parte de los fabricantes de automóviles. “En la actualidad, la industria automovilística representa alrededor del 90% del mercado de las baterías de iones de litio”, complementa. De hecho, Black & Veatch estuvo muy involucrada en la instalación de la red de estaciones de carga de vehículos Supercharger de Tesla. “La asociación, iniciada en 2014, nos brindó la oportunidad de demostrar la capacidad para ampliar el despliegue de sistemas de almacenamiento de energía en baterías a gran escala”, recuerda. La firma también ha aplicado su experiencia en BESS a los campos de la generación distribuida y las microrredes diseñadas para suministrar electricidad a pequeñas comunidades, instalaciones militares, campus académicos y parques empresariales. “Incorporan el almacenamiento de energía para suministrar cuando la eólica o la solar son insuficientes o no están disponibles”, explica. La ejecutiva concluye que, a pesar de las intensas conversaciones sobre la introducción de más BESS en la red, el almacenamiento de energía en el sector eléctrico representa actualmente solo el 5% del mercado de las pilas.
