Sistemas de almacenamiento energético basados en baterías a gran escala. Análisis de la situación actual en distintos mercados

Abstract

El objetivo de este trabajo es dar respuesta al creciente problema de la rápida penetración de renovables en las matrices energéticas de numerosos países que tienen la intención de avanzar muy rápido hacia una economía de cero emisiones. Para ello, debería hacerse de la manera más rentable posible para los promotores de los proyectos y la capacidad de generar valor en el sistema eléctrico. La visión que se tiene y se explica a lo largo del trabajo para llevar a cabo esta transición energética de la manera más segura posible es mediante tecnologías de almacenamiento que permitan asumir el cambio de una matriz energética basada en centrales de combustibles fósiles a centrales renovables. En primer lugar, se desarrolla el estado del arte de los sistemas de almacenamiento energético que actualmente hay en la industria, se presta especialmente atención en las baterías de ion-litio ya que son las utilizadas hoy en día a gran escala. En segundo lugar, se desarrolla el modelo de negocio de las baterías, de dónde proceden sus ingresos y cuáles son sus costes. El trabajo se centra en el mercado eléctrico español y chileno, el primero debido al potencial que esta tecnología tiene y la presencia que va a tener en los próximos años y el segundo porque está siendo el pionero en el desarrollo de estas tecnologías debido a las particularidades de su sistema eléctrico. Además, se menciona por encima el rápido avance de esta tecnología en el estado de California en Estados Unidos. Por último, se realiza un análisis sobre un proyecto tipo en el norte de Chile dónde se podrá ver porqué tiene sentido la instalación de baterías en ese sistema eléctrico y las grandes ventajas que aporta como la firmeza y confiabilidad del sistema eléctrico. Se analizan los posibles ingresos del sistema debido al arbitraje de precios y se realiza una conclusión teniendo en cuenta el LCOE de la tecnología.

The aim of this work is to respond to the growing problem of the rapid penetration of renewables in the energy matrices of many countries that intend to move very quickly towards a zero-emission economy. This should be done in the most profitable way possible for project developers and the ability to generate value in the electricity system. The vision that is held and explained throughout the work to carry out this energy transition in the safest possible way is through storage technologies that allow the change from an energy matrix based on fossil fuel power plants to renewable power plants to be assumed. Firstly, the state of the art of the energy storage systems currently available in the industry is developed, paying special attention to lithium-ion batteries, as they are the ones currently used on a large scale. Secondly, it develops the business model of batteries, where their revenues come from and what their costs are. The study focuses on the Spanish and Chilean electricity markets, the former due to the potential this technology has and the presence it will have in the coming years and the latter because it is pioneering the development of these technologies due to the particularities of its electricity system. In addition, the rapid advance of this technology in the state of California in the United States is mentioned. Finally, an analysis is made of a project in the north of Chile, where it can be seen why it makes sense to install batteries in this electricity system and the great advantages it brings, such as the firmness and reliability of the electricity system. The possible revenues of the system due to price arbitrage are analysed and a conclusion is drawn taking into account the LCOE of the technology.