Estudio sobre almacenamiento de energía industrial sostenible publicado

Debido a que la electromovilidad continúa avanzando, el desarrollo continuo de tecnologías sostenibles de almacenamiento de energía es imprescindible. También en muchas empresas manufactureras se integran sistemas de almacenamiento de energía, por ejemplo, para garantizar el suministro ininterrumpido de electricidad (UPS) para procesos sensibles. Se generan opciones adicionales de uso mediante la integración de energías renovables y su producción volátil. Entre ellas se encuentran, entre otras, la reducción del consumo de energía de la red o la optimización del autoconsumo.

En este contexto, el Fraunhofer IPA y el Instituto de Eficiencia Energética en la Producción EEP de la Universidad de Stuttgart, financiados por el Ministerio de Medio Ambiente, Clima y Energía de Baden-Württemberg, llevaron a cabo y ahora publican el estudio ESIP «Almacenamiento de energía en sistemas de producción». Este identifica posibles opciones de uso para sistemas de almacenamiento de energía en sistemas de producción y describe el estado actual de las tecnologías de almacenamiento de energía, así como sus desafíos y oportunidades actuales.

Para captar el potencial del almacenamiento de energía, se realizaron entrevistas con expertos y una encuesta en línea. Entre el 1 de agosto y el 18 de octubre de 2018, participaron 269 personas en el estudio, de las cuales se incluyeron 136 conjuntos de datos en el análisis. Se preguntó, entre otras cosas, sobre posibilidades de integración técnica, tecnologías de almacenamiento de energía utilizables, competencia, desafíos, motivación y rentabilidad. Además, se realizaron ocho entrevistas con expertos. En las empresas de la mayoría de los expertos seleccionados, ya se utilizan sistemas de almacenamiento de energía.

Opciones de uso

Existen numerosas opciones de uso para sistemas de almacenamiento de energía en entornos industriales. Básicamente, se puede distinguir entre las opciones de uso para asegurar la producción, optimizar el consumo de energía y los servicios del sistema. Las opciones de uso para asegurar la producción ya están establecidas, mientras que las opciones para optimizar el consumo de energía en las empresas manufactureras son cada vez más interesantes. Las opciones mediante servicios del sistema se consideran solo como un efecto secundario para aumentar la rentabilidad.

Tecnologías disponibles

Los sistemas de almacenamiento de masa, los condensadores y las baterías de plomo-ácido son tecnologías maduras disponibles en el mercado. Las baterías de litio están en camino de serlo. También, las baterías de flujo redox pueden desempeñar un papel importante debido a la diferenciación entre potencia y capacidad.

Reducción de costos

Todas las tecnologías de almacenamiento de energía tienen costos de fabricación elevados debido a la baja cantidad de unidades producidas. Una reducción en los costos de inversión podría lograrse en casi todas las tecnologías de almacenamiento de energía consideradas mediante la producción en masa. Otra forma de reducir los altos costos de inversión de los sistemas de almacenamiento de energía es el uso de baterías de segunda vida de autos eléctricos, ya que la reutilización de baterías usadas en autos eléctricos para aplicaciones estacionarias puede generar efectos económicos y ecológicos positivos.

Eliminación de obstáculos

Además de la rentabilidad, las regulaciones también representan un desafío para la integración de sistemas de almacenamiento de energía. Además, en el sector falta experiencia, conocimientos y demostradores prácticos. El mayor impulsor para la integración de sistemas de almacenamiento de energía es la necesidad de aumentar la eficiencia, tanto desde un punto de vista económico como energético.

Conclusión

Actualmente, los sistemas de almacenamiento de energía eléctrica o electroquímica son los más utilizados para aplicaciones estacionarias. En el futuro, estas tecnologías de almacenamiento de energía seguirán dominando el mercado, al menos para opciones de uso a corto y medio plazo. Los almacenamientos térmicos ganarán importancia. Las baterías de litio también tienen un gran potencial de uso en aplicaciones estacionarias, y tecnologías de almacenamiento de energía aún no maduras en el mercado, como las baterías de flujo redox, podrían ser interesantes para aplicaciones estacionarias en el futuro, según los participantes en la encuesta. Una gran oportunidad para las empresas radica en el desarrollo y la implementación de sistemas híbridos de almacenamiento de energía.

Estos consisten en sistemas de almacenamiento de energía eléctricos y electroquímicos o eléctricos y térmicos. La integración de almacenamiento de energía para optimizar el consumo de energía es cada vez más interesante para las empresas, aunque la rentabilidad sigue siendo el mayor desafío. Las empresas tienden a preferir un gran sistema de almacenamiento centralizado para desconectarse energéticamente de la red. Gracias a estos grandes sistemas centralizados, es posible un uso multifuncional, lo que mejora la utilización del almacenamiento y aumenta la rentabilidad. La reducción de costos, impulsada por el avance tecnológico y la creciente producción en masa, sigue siendo el factor más importante para la rentabilidad.

Resumen

El estudio «Almacenamiento de energía en sistemas de producción» identifica diferentes opciones de uso para sistemas de almacenamiento de energía estacionarios en entornos industriales. Además, presenta las tecnologías actuales de almacenamiento de energía y describe las oportunidades y desafíos actuales.

Financiado por: Ministerio de Medio Ambiente, Clima y Energía de Baden-Württemberg

Autores: Fabian Zimmerman, Alexander Emde
Instituto Fraunhofer para Tecnología de Producción y Automatización IPA

Raoul Laribi, Diana Wang, Alexander Sauer
Instituto de Eficiencia Energética en la Producción EEP
Instituto Fraunhofer para Tecnología de Producción y Automatización IPA, Stuttgart
Instituto Fraunhofer para Organización y Economía del Trabajo IAO, Stuttgart

Año: 2019