Durante años hemos explicado el almacenamiento eléctrico de una manera muy sencilla: guardar la electricidad renovable que sobra cuando hay mucho sol o viento y recuperarla cuando esa producción disminuye. Es una explicación correcta, fácil de entender y que ha servido para justificar la necesidad de instalar baterías. Sin embargo, deja fuera una cuestión mucho más importante.
El verdadero valor del almacenamiento eléctrico no está solamente en la energía que guarda, sino en cómo se programa y se opera dentro del sistema eléctrico.
Esta diferencia puede parecer un matiz técnico, pero tiene consecuencias enormes. Especialmente en Canarias, donde cada decisión sobre la generación influye en el consumo de combustibles fósiles, la seguridad del suministro y la cantidad de energía renovable que conseguimos aprovechar.
Almacenamiento eléctrico: mucho más que guardar energía
Imaginemos una batería de 100 MW de potencia y 400 MWh de capacidad. Si la utilizamos de forma convencional, podemos cargarla durante las horas de mayor producción solar y descargarla durante la noche.
Así conseguimos trasladar energía renovable de unas horas a otras. Reducimos el consumo de combustible y aprovechamos una parte de la electricidad que, de otro modo, podría desperdiciarse.
Pero esa misma batería puede utilizarse de otra manera.
Podemos programarla para responder rápidamente ante la pérdida de un grupo generador, ayudar a controlar la frecuencia, absorber variaciones bruscas de producción renovable o proporcionar determinados servicios que actualmente prestan las centrales térmicas.
Lo interesante es que algunas de estas funciones pueden realizarse sin descargar cantidades significativas de energía.
Una batería puede estar prácticamente sin intercambiar potencia activa con la red y, aun así, estar prestando un servicio esencial: permanecer preparada para intervenir cuando el sistema lo necesite.
Por tanto, medir su utilidad únicamente por los megavatios hora que carga y descarga supone ignorar una parte importante de su aportación.
¿Por qué seguimos quemando combustible cuando tenemos energía renovable disponible?
Esta pregunta nos conduce al verdadero fondo del problema.
En un sistema eléctrico aislado, las centrales convencionales no funcionan exclusivamente para producir la electricidad que demanda la población. También proporcionan servicios necesarios para mantener la seguridad y estabilidad de la red.
Entre ellos encontramos las reservas de potencia, la regulación de frecuencia y tensión y determinadas características eléctricas indispensables para responder ante perturbaciones.
Por eso pueden existir situaciones en las que varios grupos térmicos deban permanecer conectados, aunque haya suficiente producción renovable disponible para cubrir buena parte de la demanda.
El inconveniente es que esos grupos tienen una potencia mínima de funcionamiento. No podemos reducir indefinidamente su producción sin comprometer sus condiciones técnicas de explotación.
En consecuencia, una parte de la electricidad renovable disponible debe limitarse para dejar espacio a la generación convencional.
Estamos quemando combustible no siempre porque falte energía renovable, sino porque todavía necesitamos determinados servicios que proporcionan los grupos térmicos.
La propia Red Eléctrica explica las dificultades particulares de operar los sistemas eléctricos no peninsulares, caracterizados por su menor tamaño, aislamiento y mayores exigencias de estabilidad.
Cuando una batería permite desconectar grupos térmicos
Veamos un ejemplo simplificado.
Supongamos una isla con una demanda eléctrica de 300 MW y una producción renovable disponible de 270 MW.
Para garantizar la seguridad del suministro, el operador necesita mantener conectados cinco grupos térmicos. Cada uno tiene una potencia mínima de 30 MW.
Eso significa que, aunque tengamos 270 MW renovables disponibles, los grupos convencionales deben producir al menos 150 MW.
La consecuencia es que solamente podemos aprovechar 150 MW renovables. Los otros 120 MW disponibles tienen que limitarse.
Ahora incorporamos una batería capaz de proporcionar parte de los servicios que justificaban mantener conectados esos grupos.
Si los estudios de seguridad demuestran que podemos desconectar dos unidades térmicas, el mínimo convencional disminuye de 150 a 90 MW.
En esas condiciones, podríamos aprovechar 210 MW renovables, frente a los 150 MW anteriores.
| Concepto | Sin apoyo operativo de batería | Con apoyo operativo de batería |
|---|---|---|
| Demanda | 300 MW | 300 MW |
| Grupos térmicos conectados | 5 | 3 |
| Generación térmica mínima | 150 MW | 90 MW |
| Renovable aprovechada | 150 MW | 210 MW |
| Renovable limitada | 120 MW | 60 MW |
Ejemplo hipotético y exclusivamente divulgativo. Se supone que los grupos restantes y el almacenamiento satisfacen todas las exigencias de reserva, estabilidad y seguridad.
Lo verdaderamente importante es que hemos conseguido aprovechar 60 MW renovables adicionales sin necesidad de que la batería esté descargando.
No hemos reducido el consumo de combustible por la energía almacenada. Lo hemos reducido porque la batería nos ha permitido operar el sistema de otra manera.
Ahí aparece una dimensión del almacenamiento que pocas veces se explica.
Una batería llena no siempre es una batería bien programada
Pensemos ahora en otra cuestión aparentemente contradictoria.
Tradicionalmente podemos considerar que una batería completamente cargada está en una situación ideal. Tiene toda su energía disponible para utilizarla cuando sea necesario.
Pero, desde el punto de vista de la operación eléctrica, eso no siempre es cierto.
Una batería llena puede suministrar electricidad, pero apenas dispone de capacidad para absorber nuevos excedentes renovables.
Una batería descargada presenta el problema contrario. Puede absorber energía, pero tiene escasa autonomía para responder ante un déficit de generación.
Por eso, en determinadas circunstancias, el operador puede preferir mantenerla con un estado de carga intermedio.
De esa manera tendrá capacidad para actuar en ambos sentidos: absorber potencia si sobra generación o inyectarla si aparece un déficit.
Naturalmente, ese estado de carga tampoco debe mantenerse siempre en el 50 %. La consigna óptima dependerá de las previsiones de demanda, la producción renovable, las reservas necesarias y las contingencias que deban cubrirse.
Lo importante es comprender que el estado de carga debe ser una decisión de programación, no simplemente el resultado de haber cargado o descargado la batería durante las horas anteriores.
La programación del almacenamiento puede valer más que sus descargas
Cuando hablamos de rentabilidad del almacenamiento solemos pensar en la diferencia entre el coste de cargarlo y el valor de la electricidad que posteriormente entrega.
Pero en un sistema eléctrico aislado debemos formular una pregunta distinta: ¿cuánto cuesta operar el conjunto del sistema con almacenamiento y cuánto costaría hacerlo sin él?
Esta diferencia incluye aspectos que no siempre aparecen en el balance energético de la batería.
Por ejemplo, los arranques térmicos evitados, las horas de funcionamiento convencional que pueden reducirse, la disponibilidad de reservas rápidas o los vertidos renovables que dejan de producirse.
No se trata de una interpretación caprichosa.
Un estudio del National Renewable Energy Laboratory sobre el valor del almacenamiento eléctrico analizó diferentes servicios operativos y encontró, en los sistemas estudiados, que las prestaciones de reserva podían aportar mayor valor que el simple desplazamiento temporal de energía.
Naturalmente, los resultados no pueden trasladarse directamente a Canarias. Nuestros sistemas tienen características propias y necesitan estudios específicos.
Sin embargo, el principio resulta perfectamente aplicable: el almacenamiento debe valorarse por el ahorro y los servicios que aporta al conjunto del sistema, no solamente por la electricidad que comercializa.
Programar hoy pensando en lo que sucederá mañana
La gestión de una batería tampoco puede limitarse a decidir cuándo resulta conveniente cargarla o descargarla.
Es necesario anticipar lo que sucederá durante las horas siguientes.
Si mañana se espera una producción fotovoltaica extraordinaria, puede resultar conveniente reservar capacidad para absorber una parte de esa energía.
Si durante la noche se prevé una fuerte caída de la producción eólica, quizás interese conservar una reserva energética suficiente.
Y si el sistema presenta una situación de especial vulnerabilidad ante la pérdida de generación, será necesario garantizar que la batería pueda prestar la respuesta comprometida.
Todo esto requiere coordinar las previsiones meteorológicas, la programación térmica, la demanda y las necesidades de seguridad.
También exige revisar continuamente las decisiones cuando cambian las condiciones reales.
Una batería técnicamente magnífica puede aportar resultados mediocres si se programa mal. Por el contrario, una estrategia operativa adecuada puede multiplicar los beneficios de una instalación existente, sin aumentar su capacidad.
Canarias necesita almacenamiento, pero también otra forma de operar
Hasta ahora, una parte importante del debate se ha centrado en cuántos MW y MWh necesitamos instalar, dónde deben ubicarse las baterías y qué impacto pueden tener sus proyectos.
Todas son cuestiones relevantes. Sin embargo, hay otra que merece recibir mucha más atención: qué funciones concretas deberá desempeñar cada instalación y cómo participará en la programación de los sistemas insulares.
Las necesidades de Gran Canaria no son idénticas a las de La Palma. Tampoco tienen por qué coincidir las prioridades operativas de Lanzarote-Fuerteventura con las de Tenerife-La Gomera.
En algunos sistemas tendrá especial importancia el desplazamiento de energía renovable hacia las horas nocturnas. En otros puede ser decisiva la respuesta rápida ante contingencias o la posibilidad de reducir los mínimos térmicos.
Además, determinadas instalaciones con convertidores grid-forming podrán contribuir a prestar servicios relacionados con la referencia eléctrica y la estabilidad. No obstante, deberán acreditar su comportamiento real mediante los correspondientes estudios técnicos.
Como ya explicamos en nuestra entrada sobre las exigencias de los sistemas BESS grid-forming en Canarias, instalar una batería no significa sustituir automáticamente todas las prestaciones de una máquina síncrona.
Por eso resulta imprescindible pensar en el conjunto del sistema, incluyendo baterías, bombeos, generación renovable, grupos térmicos y otros equipos de soporte eléctrico.
¿Cómo sabremos si estamos aprovechando bien las baterías?
Deberíamos comenzar a evaluar las instalaciones de almacenamiento mediante indicadores más amplios.
No bastaría con conocer la energía que han cargado y descargado. También deberíamos saber cuánto combustible han permitido ahorrar, qué emisiones han evitado y cuánta energía renovable adicional hemos integrado gracias a su disponibilidad.
Especialmente interesante sería conocer cuántas horas de funcionamiento térmico se han evitado y qué servicios de reserva han podido sustituirse con garantías.
Para obtener respuestas fiables tendríamos que comparar la operación real con escenarios equivalentes sin almacenamiento, respetando las mismas condiciones de seguridad.
Este tipo de análisis permitiría distinguir dos beneficios diferentes: el obtenido por desplazar energía y el conseguido gracias a una programación más eficiente del conjunto del sistema.
Son beneficios complementarios, pero no deberían confundirse.
También ayudarían a justificar mejor las inversiones públicas, establecer criterios de remuneración adecuados y determinar qué tecnologías necesita realmente cada isla.
La transición energética también se decide en los centros de control
Cuando pensamos en la transición energética imaginamos parques solares, aerogeneradores, grandes baterías y nuevas infraestructuras.
Es lógico. Son las instalaciones más visibles y las que concentran buena parte de las inversiones.
Pero existe otra parte de la transformación energética que apenas aparece en las fotografías: las decisiones que se toman diariamente para mantener el equilibrio eléctrico.
Decidir qué grupos arrancan, cuáles pueden detenerse, qué reservas deben mantenerse y cómo utilizar los recursos disponibles es tan importante como disponer de tecnologías capaces de producir electricidad sin emisiones.
El almacenamiento introduce nuevas posibilidades en esas decisiones. Aprovecharlas exige adaptar los procedimientos de operación, desarrollar herramientas de programación y establecer un marco que reconozca los servicios que realmente proporcionan las baterías.
No será suficiente con instalar una gran capacidad de almacenamiento si seguimos programando nuestros sistemas como si las baterías solamente sirvieran para trasladar energía de unas horas a otras.
Conclusión: la mejor batería no es necesariamente la que más descarga
Canarias necesita almacenamiento eléctrico. Mucho almacenamiento, probablemente, si queremos sustituir progresivamente los combustibles fósiles y aprovechar nuestros recursos renovables.
Pero conviene que el entusiasmo por construir nuevas instalaciones no nos haga olvidar para qué las necesitamos.
Una batería puede resultar especialmente valiosa precisamente durante aquellas horas en las que apenas intercambia energía con la red. Su disponibilidad puede permitir reducir la generación térmica, aumentar la producción renovable aprovechada y reforzar la seguridad del sistema.
Esa aportación no se mide contando únicamente los megavatios hora descargados.
Por eso deberíamos cambiar la pregunta que habitualmente hacemos ante un proyecto de almacenamiento.
En lugar de limitarnos a preguntar cuánta energía podrá guardar, deberíamos exigir que se explique qué decisiones operativas permitirá adoptar que hoy no son posibles y cuánto combustible fósil podremos dejar de quemar gracias a ellas.
Porque el verdadero éxito de la transición energética no consistirá en llenar Canarias de baterías, sino en conseguir que esas baterías nos ayuden a dejar de necesitar las centrales que hoy queman combustibles fósiles.
Y eso dependerá tanto de la tecnología que instalemos como de nuestra capacidad para programarla y operarla con inteligencia.
Álvaro Medina
Seudónimo editorial de la persona responsable de Canarias Sostenible.
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