Energias

Desde finales de 1700, un siglo antes de que la electricidad llegó a ser ampliamente utiliza por –científicos que han estado trabajando en formas de almacenar energía eléctrica. Hoy en día, la tecnología de almacenamiento de energía está avanzando rápidamente y está aplicando en nuevas formas, creando un importante potencial para el impacto y la perturbación. Baterías de iones de litio mejoradas ya están impulsando los vehículos eléctricos e híbridos, así como miles de millones de productos de electrónica de consumo portátiles, incluidos los dispositivos de Internet móvil. En la próxima década, los vehículos que funcionan con baterías podrían llegar a ser un costo competitivo con los vehículos propulsados por motores de combustión interna, el ahorro de energía y reducción de emisiones de CO2. El almacenamiento de energía también podría ayudar a llevar electricidad a zonas remotas de los países en desarrollo y aumentar la eficiencia y la calidad de la red eléctrica mientras que ayuda a reducir las emisiones de CO2.

El impacto económico potencial de mejora del almacenamiento de energía podría ser $ 90 mil millones a $ 635 mil millones por año en 2025. Más de la mitad de este impacto podría ser impulsado por la adopción de vehículos eléctricos e híbridos. Energía distribuida (es decir, el uso de baterías para llevar la energía a las áreas donde el cableado o suministro confiable no está disponible) puede tener un impacto relativamente pequeño económico directo, sino que tenga un efecto transformador en la vida de más de mil millones de personas que actualmente viven sin electricidad. Aplicaciones de colocación de la rejilla de la capacidad de almacenamiento en la parrilla para reducir el costo de satisfacer la demanda pico y facilitar feeds de viento o generadores también pueden tener un impacto relativamente modesto solar para el año 2025, salvo grandes avances técnicos en el costo y el rendimiento que mejoraría las ganancias de la batería.

En este capítulo, se analiza el potencial de aceleración del uso de almacenamiento de energía y su impacto potencial asumiendo el escenario que tiene el potencial más realista para el año 2025. Sin embargo, es posible imaginar un escenario en el que el almacenamiento distribuido tiene una mayor tasa de adopción y un mayor impacto económico como consecuencia de la caída de los costos de la batería y los precios altos de la energía, lo que podría conducir a un aumento significativamente la adopción de fuentes de energía renovables, especialmente solar (véase el capítulo 12, "La energía renovable") y conducir la demanda de almacenamiento de red. Si bien este escenario es más probable que ocurra después de 2025, sin embargo, merece ser mencionado.

DEFINICIÓN

Sistemas de almacenamiento de energía convierten la electricidad en una forma que se puede almacenar y convierte de nuevo en energía eléctrica para su uso posterior, el suministro de energía en demanda. Esto permite a los servicios públicos, por ejemplo, para generar electricidad durante las horas de baja demanda y lo utilizan para aumentar la capacidad en los momentos de alta demanda. Hoy en día, alrededor de 3 a 4 por ciento de la electricidad que se produce por las empresas de todo el mundo se almacena, casi todos de la misma a través de una técnica conocida como bombeo de almacenamiento hidroeléctrico (PHES), que consiste en el bombeo de agua cuesta arriba durante épocas de baja demanda o de bajo costo y liberándolo cuesta abajo para mover turbinas generadoras de energía en momentos de alta 8. El almacenamiento de energía

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la demanda y alto costo. PHES actualmente representa aproximadamente 120 gigawats de capacidad de almacenamiento.

Las baterías en sus diversas formas , constituyen la más conocida tecnología de almacenamiento de energía y el foco principal de nuestro análisis. Baterías de iones de litio ( Li ion ) son ampliamente utilizados en dispositivos electrónicos de consumo tales como ordenadores portátiles , así como en los vehículos eléctricos híbridos y plug-in . Se espera que el mercado de las baterías de ion-litio que se duplique en los próximos cuatro años y $ 24 mil millones en mejoras significativas de rendimiento y costo revenue. global también se espera que en las baterías de iones de litio en la próxima década . Los precios de los automóviles los paquetes de baterías de ion-litio completas podrían caer entre $ 500 a $ 600 por kilovatio- hora de hoy a unos 160 dólares por kilovatio- hora en 2025 , mientras que el ciclo de vida podría aumentar de manera significativa , al mismo tiempo , lo que podría hacer híbridos enchufables y vehículos eléctricos competitivos en costo con los vehículos tradicionales de motores de combustión interna en un coste total de la propiedad base . El coste medio de la propiedad y operación de baterías de iones de litio para aplicaciones de red de suministro eléctrico (una función de múltiples variables , incluyendo los precios de la batería y su duración máxima ) podría caer de $ 500 por MWh a entre $ 85 y $ 125 por MWh en 2025. Esto podría hacer que las baterías de Li -ion costo competitivo para algunas aplicaciones de red y para proporcionar energía distribuida , basada en el costo nivelado de la electricidad ( LCOE ) , una medida estándar de los costos de electricidad .

Otras tecnologías de almacenamiento de energía importantes incluyen sales fundidas, celdas de flujo, volar ruedas, supercondensadores y baterías de ácido de plomo, incluso convencionales (incluidas las baterías recicladas). Otro prometedor tecnologías de baterías para ver que están actualmente en desarrollo pero puede no ser comercialmente viable para el 2025 incluyen el metal líquido, de litio-aire, de litio-azufre, sodio-ion, supercondensadores basados en nanotecnología (véase el Capítulo 10, "materiales avanzados"), y la tecnología de caché de energía.

Comprimido de almacenamiento de energía de aire (CAES) es una tecnología de almacenamiento de energía bastante maduro útil para aplicaciones de redes de servicios públicos. Similar a PHES, CAES normalmente utiliza formaciones naturales, pero en lugar de bombear agua hacia arriba, el aire se bombea en cavernas, minas de sal, u otros espacios subterráneos y se mantiene bajo presión hasta que se libera para ayudar a impulsar una turbina. En 2025, la próxima generación de PHES y almacenamiento de energía CAES podría permitir a los métodos de construcción que son menos dependientes de origen natural formaciones geográficas (que utilizan en lugar de agua de mar, pozos de minas, y los contenedores de carga, por ejemplo), así como de velocidad variable turbinas, dando más control de la salida y una mayor eficiencia de ida y vuelta.

POTENCIAL DE ACELERACIÓN

Sistemas de almacenamiento de energía juegan un papel importante en la integración de alternativas a los combustibles fósiles en la mezcla de energía y también pueden ayudar a mejorar la fiabilidad del suministro eléctrico y llevar electricidad a nuevos usuarios. Con la creciente demanda de energía y la creciente preocupación por las emisiones de CO2 y el cambio climático, existe una creciente demanda de medios menos perjudiciales de la producción de energía. Hoy en día, 13 mil millones de toneladas de CO2 se liberan anualmente de la generación de electricidad. Siete mil millones de toneladas se liberan anualmente a través transportation. Los sectores de energía y transporte están empezando a añadir fuentes de energía más sostenibles y, en ambos sectores, estos esfuerzos se basan en el almacenamiento de energía: en la red de energía, sistemas de almacenamiento pueden ayudar a acomodar la electricidad procedente de fuentes renovables tales como las baterías solares y avanzados que los vehículos eléctricos y parcialmente eléctricos posible.

Existen otros factores que están conduciendo a un mayor interés en el almacenamiento de energía. Los costos de almacenamiento de energía se han reducido en los últimos años y se espera que disminuya aún más en 2025-sobre todo para las baterías de ión-litio-aunque los expertos no están de acuerdo en cuanto a exactamente cuánto. Esto ha permitido una mayor adopción de los vehículos que funcionan con baterías híbridas y, así como la electrónica de consumo portátil de mayor rendimiento.

Tecnologías de almacenamiento de energía mejorado podría ayudar a las economías en desarrollo de rápido crecimiento a satisfacer sus necesidades de energía. El consumo de electricidad de China está creciendo en un 11 por ciento anual, la India del 5 por ciento, y África para 4 percent 104 tecnologías de almacenamiento de energía de avanzada puede ser capaz de llevar la energía a zonas que no están conectados actualmente y pueden no ser durante muchos años por venir, y se puede utilizar dentro de las redes de energía para estirar la capacidad hasta que se construya nueva infraestructura.

Utilidades de las economías avanzadas también pueden invertir más en el almacenamiento de energía en la próxima década con el fin de hacer frente a los problemas de capacidad máxima, para dar cabida a las energías renovables (que toman la electricidad de parques solares y eólicos, por ejemplo), y como parte de las instalaciones de redes inteligentes. El uso creciente de la electricidad a partir del viento solar y, que son fuentes intermitentes de poder, probablemente requerirá nuevas formas de storage.105 energía para satisfacer la demanda máxima sin añadir nueva capacidad permanente, los servicios públicos tienen una variedad de opciones, incluyendo PHES, CAES, y otras tecnologías sin batería. Almacenamiento de la batería podría ser

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