Informe de investigación y análisis de almacenamiento de energía: experiencias clave en las próximas décadas (i)

THIS REPORT IS THE LATEST IN A SERIES OF REPORTS RELEASED BY THE NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (NREL) ON FUTURE RESEARCH INTO ENERGY STORAGE (SFS). THE FUTURE OF ENERGY STORAGE RESEARCH (SFS) IS A MULTI-YEAR RESEARCH PROJECT THAT EXPLORES HOW ENERGY STORAGE SYSTEMS ARE IMPACTING THE OPERATIONS AND DEVELOPMENT OF THE U.S. POWER INDUSTRY.

THIS STUDY ANALYZES AND EXAMINES THE IMPACT OF ADVANCES IN ENERGY STORAGE TECHNOLOGY ON UTILITY-SCALE ENERGY STORAGE DEPLOYMENT AND ADOPTION OF DISTRIBUTED ENERGY STORAGE SYSTEMS, AS WELL AS THE IMPACT ON FUTURE POWER SYSTEM INFRASTRUCTURE INVESTMENT AND OPERATION. SOME OF THE QUESTIONS THAT THE NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (NREL) TRIED TO ANSWER DURING THE COURSE OF ITS RESEARCH INCLUDE:

·¿Cómo cambia el costo y el rendimiento de un sistema de almacenamiento de energía con el tiempo?

·incluso sin impulsores o políticas para aumentar la participación de las energías renovables, ¿cuál es el papel del almacenamiento de energía durante el día en el sector eléctrico?

·en los estados unidos, ¿cuál es la cantidad de despliegue económicamente viable de almacenamiento de energía durante el día, tanto a escala de servicios públicos como a escala de distribución?

·¿Qué factores podrían impulsar este despliegue?

·¿Cómo afectará el aumento de la capacidad instalada de almacenamiento diurno de energía a la operación de la red?

THE NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY'S (NREL) FUTURE OF ENERGY STORAGE RESEARCH (SFS) SERIES OF REPORTS SUMMARIZES KEY LESSONS LEARNED FROM ITS RESEARCH PROCESS AND WILL HELP SHAPE THE FUTURE OF ENERGY STORAGE VISION 

THE FUTURE OF ENERGY STORAGE RESEARCH (SFS) SERIES OF REPORTS PROVIDES DATA AND ANALYSIS TO SUPPORT THE U.S. DEPARTMENT OF ENERGY'S (DOE) "ENERGY STORAGE GRAND CHALLENGE," A COMPREHENSIVE PROGRAM DESIGNED TO ACCELERATE THE DEVELOPMENT, COMMERCIALIZATION, AND UTILIZATION OF NEXT-GENERATION ENERGY STORAGE TECHNOLOGIES AND HELP THE UNITED STATES MAINTAIN ITS GLOBAL LEADERSHIP IN ENERGY STORAGE. THE ENERGY STORAGE CHALLENGE USES A USE CASE FRAMEWORK TO ENSURE THAT ENERGY STORAGE TECHNOLOGIES CAN COST-EFFECTIVELY MEET SPECIFIC NEEDS, INCORPORATING A WIDE RANGE OF TECHNOLOGIES ACROSS MULTIPLE CATEGORIES: ELECTROCHEMICAL ENERGY STORAGE, MECHANICAL ENERGY STORAGE, THERMAL ENERGY STORAGE, AND POWER ELECTRONICS.

implementaciones de almacenamiento de energía en las próximas décadas

Es probable que los sistemas de almacenamiento de energía se conviertan en elementos clave de una red futura flexible, resistente y con bajas emisiones de carbono.

generación de energía renovable en los estados unidos El sector de la energía ha aumentado drásticamente en los últimos años y se espera que experimente un crecimiento significativo en el futuro. Además, a medida que más y más clientes enfatizan la importancia del despliegue de energía limpia mientras mantienen la operación confiable de los sistemas de energía, los Estados Unidos y los países de todo el mundo están prestando más atención a los casos de uso para resolver las interrupciones del sistema de energía y prestan cada vez más atención a la investigación y el análisis sobre la confiabilidad y resiliencia del sistema de energía.

Al mismo tiempo, el costo de las tecnologías de almacenamiento de energía, especialmente los sistemas de almacenamiento de energía de baterías, se ha reducido drásticamente en los últimos años y se están desarrollando más tecnologías de almacenamiento de energía diferentes. estos factores han aumentado las preocupaciones sobre el importante papel que juegan los sistemas de almacenamiento de energía como un activo descarbonizado crítico y aseguran que la red en evolución tenga acceso a electricidad confiable.

Los sistemas de almacenamiento de energía ofrecen muchos beneficios potenciales a la red. Los sistemas de almacenamiento de energía pueden almacenar y proporcionar electricidad y complementar la electricidad de las instalaciones de energía eólica y las instalaciones de generación de energía solar, proporcionando energía cuando se reduce la disponibilidad de estos recursos. cuando se combinan con fuentes de energía limpias o renovables, los sistemas de almacenamiento de energía tienen la capacidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Los sistemas de almacenamiento de energía también pueden mejorar la utilización de las líneas de transmisión al tiempo que compensan o ralentizan la construcción de nuevas instalaciones de generación de energía para proporcionar capacidad máxima o satisfacer la necesidad de reservas operativas. finalmente, los sistemas de almacenamiento de energía distribuida pueden reducir la presión operativa en la red durante los períodos de máxima demanda. esta flexibilidad es importante para el crecimiento esperado de los vehículos eléctricos y el aumento potencial de la carga para otras electrificaciones de uso final.

AS THE COST OF ENERGY STORAGE SYSTEMS CONTINUES TO FALL AND THE GRID INTEGRATES MORE VARIABLE RENEWABLES, MODELING FROM THE NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (NREL) SUGGESTS THAT THE DEPLOYMENT OF ENERGY STORAGE DEPLOYMENTS IN POWER SYSTEMS WILL INCREASE SIGNIFICANTLY OVER THE NEXT FEW DECADES. BUT IT ALSO RAISES QUESTIONS SUCH AS HOW ENERGY STORAGE SYSTEMS WILL AFFECT HOW THE GRID OPERATES AND EVOLVES IN THE COMING DECADES.

BECAUSE ENERGY STORAGE SYSTEMS HAVE CHARACTERISTICS THAT AFFECT POWER GENERATION, TRANSMISSION, AND DISTRIBUTION, THE VALUE OF QUANTIFYING ENERGY STORAGE SYSTEMS IS MORE COMPLEX THAN QUANTIFYING THE VALUE OF RENEWABLE ENERGY GENERATION FACILITIES SUCH AS SOLAR POWER GENERATION FACILITIES OR RENEWABLE ENERGY GENERATION FACILITIES SUCH AS WIND POWER GENERATION. THROUGH THE FUTURE OF ENERGY STORAGE STUDY (SFS), THE NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (NREL) AIMS TO DEEPEN ITS UNDERSTANDING OF HOW ENERGY STORAGE SYSTEMS ADD VALUE TO POWER SYSTEMS, HOW MUCH VALUE THEY ADD TO THEM, HOW MANY ENERGY STORAGE SYSTEMS CAN BE DEPLOYED ECONOMICALLY, AND HOW ENERGY STORAGE DEPLOYMENTS AFFECT THE OPERATION AND EVOLUTION OF POWER SYSTEMS.

El estudio Future of Energy Storage (SFS) primero define un marco de cuatro fases que aumenta la implementación y la duración del almacenamiento de energía a lo largo del tiempo, crea algunas proyecciones a largo plazo para la implementación de sistemas de almacenamiento de energía durante el día en los Estados Unidos (menos de 12 horas) y luego aplica costos de producción detallados y modelos basados ​​en agentes para comprender mejor el papel de los sistemas de almacenamiento de energía. La principal conclusión del estudio es que las implementaciones de almacenamiento de energía han aumentado significativamente el potencial: al menos cinco veces la capacidad instalada de los sistemas de almacenamiento de energía desplegados acumulativamente de hoy en día para 2050, lo que desempeñará un papel integral en la determinación del costo futuro óptimo de la combinación de la red. Basado en un análisis del Estudio sobre el futuro del almacenamiento de energía (SFS), el trabajo anterior y el análisis adicional de este informe, el estudio identifica 8 ideas clave sobre el futuro de los sistemas de almacenamiento de energía y su impacto en los sistemas de energía. Estas importantes lecciones aprendidas pueden ayudar a los legisladores, desarrolladores de tecnología y operadores de redes a prepararse para la próxima ola de implementaciones de almacenamiento de energía.:

experiencia clave 1: se espera que la capacidad instalada de los sistemas de almacenamiento de energía crezca rápidamente

El informe del estudio sobre el futuro del almacenamiento de energía apunta al enorme potencial económico de los EE. UU. La adopción del sector eléctrico del almacenamiento de energía durante el día y demuestra la creciente competitividad de los costos de los sistemas de almacenamiento de energía. Usando modelos avanzados de expansión de capacidad a gran escala, se encontró que los sistemas de almacenamiento de energía durante el día (duración < 12 horas) eran competitivos en términos de costo en una variedad de escenarios, y el estudio hizo una serie de suposiciones de costo y rendimiento sobre sistemas de almacenamiento de energía, instalaciones de energía eólica, instalaciones de energía solar y plantas de energía de gas natural.

FIGURE 1 SHOWS THAT IN ALL SCENARIOS, THE TOTAL INSTALLED CAPACITY OF THE ENERGY STORAGE SYSTEM DEPLOYED IN THE FUTURE IS 100GW TO 650GW. AND THIS BROAD SCOPE IS DRIVEN BY A NUMBER OF FACTORS, INCLUDING THE COST OF ENERGY STORAGE SYSTEMS (KEY REALIZATION 2), NATURAL GAS PRICES, AND RISING COSTS OF RENEWABLE ENERGY. EVEN THE MOST CONSERVATIVE SCENARIOS WILL INCREASE FIVEFOLD COMPARED TO THE INSTALLED CAPACITY OF 23GW OF ACCUMULATED 23GW OF ENERGY STORAGE SYSTEMS DEPLOYED BY 2020, MOST OF WHICH ARE PUMPED STORAGE POWER GENERATION FACILITIES.

Vale la pena señalar que los sistemas de energía renovable y almacenamiento de energía se implementarán en grandes cantidades incluso sin políticas adicionales de reducción de carbono, lo que indica su creciente competitividad de costos como recurso para proporcionar servicios de energía y capacidad.

INSIGNIFICANT BUT INCOMPLETE DECARBONIZATION SIMULATION SCENARIOS, CARBON EMISSIONS FROM THE U.S. POWER SECTOR HAVE BEEN REDUCED BY 46 TO 82 PERCENT COMPARED TO 2005, AND BY 2050, THE SHARE OF VARIABLE RENEWABLE ENERGY (VRE) IN THE TOTAL INSTALLED CAPACITY OF AVAILABLE ENERGY IN THE U.S. WILL REACH 43 TO 81 PERCENT. ENERGY STORAGE SYSTEMS WITH A DURATION OF 4 TO 6 HOURS ARE TYPICALLY USED AND DRIVEN BY INTRINSIC SYNERGIES WITH SOLAR POWER FACILITIES (KEY EXPERIENCE 5), BUT LONGER DURATION ENERGY STORAGE SYSTEMS ARE USUALLY DEPLOYED IN SUBSEQUENT MODELING YEARS (KEY EXPERIENCE 7). INDUSTRY EXPERTS ALSO EXPLORE THE MAIN DRIVERS BEHIND THE GROWTH OF ENERGY STORAGE SYSTEMS AND THE EVOLUTION OF ENERGY STORAGE SYSTEMS.

Figura 1. En el caso de referencia, la capacidad instalada del sistema de almacenamiento de energía implementado en los Estados Unidos para 2050 crecerá a aproximadamente 200 GW, y el rango de duración de la implementación (izquierda) significa que la capacidad de almacenamiento de energía del sistema de almacenamiento de energía es de aproximadamente 1200 GWh (derecha) y su rango de implementación es amplio.

experiencia clave 2: se espera que el costo de los sistemas de almacenamiento de energía continúe disminuyendo en el futuro cercano, y los sistemas de almacenamiento de energía con baterías de iones de litio continuarán liderando la participación de mercado por un período de tiempo

THE ENERGY STORAGE TECHNOLOGY MODELING INPUT DATA REPORT IN THE FUTURE OF ENERGY STORAGE RESEARCH (SFS) SERIES PREDICTS FUTURE DEVELOPMENTS IN THE COST OF UTILITY-SCALE BATTERY ENERGY STORAGE SYSTEMS AND OTHER ENERGY STORAGE TECHNOLOGIES THAT DRIVE MOST OF THE EXPECTED GROWTH IDENTIFIED IN KEY EXPERIENCE 1.

la mayoría de los sistemas de almacenamiento de energía estacionarios que se espera implementar a corto plazo son sistemas de almacenamiento de energía en baterías, especialmente sistemas de almacenamiento de energía en baterías de iones de litio. al menos a corto plazo, el predominio de los sistemas de almacenamiento de energía con baterías de iones de litio en el mercado de almacenamiento de energía se debe a su crecimiento en varios mercados, incluidos los de electrónica de consumo y aplicaciones estacionarias de almacenamiento de energía, así como los vehículos eléctricos.

la figura 2 proporciona un ejemplo de los costos históricos y futuros de los paquetes de baterías de iones de litio, que muestran la rápida disminución de los costos del sistema de almacenamiento de energía en los últimos años. el gráfico también muestra que la gran mayoría de las baterías se utilizan para aplicaciones de transporte, lo que probablemente sea el impulsor más importante del desarrollo de la tecnología de baterías y la reducción de costos de las baterías.

THE NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (NREL) USES VARIOUS FUTURE COST PROJECTIONS FOR UTILITY-SCALE BATTERY ENERGY STORAGE SYSTEMS TO ASSESS OVERALL SYSTEM COSTS, INCLUDING INVERTERS, SYSTEM BALANCING, AND INSTALLATION. FIGURE 3 SHOWS AN EXAMPLE OF THE COST PREDICTION OF A BATTERY ENERGY STORAGE SYSTEM USED IN THE FUTURE STUDY OF ENERGY STORAGE (SFS) REFERENCE SCENARIOS WITH A DURATION OF 2 TO 10 HOURS

figura 2 el costo de las baterías de iones de litio se ha reducido en más del 80% durante la última década y se espera que continúe disminuyendo sobre la base de la escala continua de producción impulsada por la demanda de vehículos eléctricos.

Figura 3: Se espera que el esquema de referencia para sistemas de almacenamiento de energía en baterías a gran escala continúe reduciendo costos. El lado izquierdo mide los costos en base a dólar/kWh (capacidad de almacenamiento de energía), mientras que el lado derecho mide los costos en base a dólar/kW (capacidad instalada). El pronóstico asume un proyecto de almacenamiento de energía en baterías de 60MW

La curva izquierda de la Figura 3 muestra el costo total de la capacidad de almacenamiento de energía (kWh) del sistema de almacenamiento de energía, que es una medida común en la industria de las baterías. Este es el costo total de instalación del sistema de almacenamiento de energía. Para aplicaciones fijas de almacenamiento de energía, también incluye los costos relacionados con la electricidad (relacionados con el almacenamiento y la conversión) y los costos relacionados con la energía (medios de almacenamiento de energía). Los costos relacionados con la electricidad generalmente no aumentan con la duración, lo que significa que son los mismos para los sistemas de almacenamiento de energía de 2 horas y los sistemas de almacenamiento de energía de 10 horas, por lo que los costos de la capacidad de almacenamiento de energía (kWh) disminuyen a medida que aumenta la duración. El desglose del costo de la electricidad y la duración se muestra en la Figura 4. La curva de la derecha muestra el costo de la capacidad instalada (kW), una medida del costo de las instalaciones tradicionales de generación de energía utilizadas por las empresas de servicios públicos. Con esta medida, su coste aumenta con la duración. A medida que aumenta la duración, el costo de la batería es un componente importante de los sistemas de almacenamiento de energía de la batería. A medida que los costos de las baterías caen con el tiempo, los sistemas de almacenamiento de energía de baterías de mayor duración caen más rápido que el costo general de los sistemas de almacenamiento de energía de baterías de menor duración.

aunque la mayoría de los sistemas de almacenamiento de energía desplegados en los últimos años son sistemas de almacenamiento de energía en baterías, es posible que varias tecnologías de almacenamiento de energía ingresen al mercado a medida que disminuyan los costos o aumente el valor del almacenamiento de energía a largo plazo (experiencia clave 7). la figura 4 resume las estimaciones de costos de capital para 15 tipos diferentes de sistemas de almacenamiento de energía y diferentes etapas de comercialización. para llegar al costo total, el costo relacionado con la capacidad instalada (eje x) se multiplica por el número de horas (duración) y se suma al costo relacionado con la potencia (eje y). la figura 4 también muestra las áreas de costos de esta relación, que pueden ser más o menos adecuadas para aplicaciones a corto o largo plazo. Usando sistemas de almacenamiento de energía de batería como punto de referencia, la línea azul representa un segmento de mercado donde las tecnologías alternativas son (o tal vez) más rentables cuando se comercializan.

es importante tener en cuenta que para la mayoría de las tecnologías de almacenamiento de energía, la distinción entre estos componentes de potencia y relacionados con la energía no es absoluta, y puede ser difícil distinguir estos componentes. muchos otros factores importantes no se ilustran en la figura 4, incluida la eficiencia de ida y vuelta de carga y descarga y las posibles limitaciones de selección del sitio.

Debido a la diferencia entre los costos relacionados con la electricidad y la energía, algunas tecnologías pueden ser más adecuadas para diferentes aplicaciones de almacenamiento de energía en función de la duración deseada. los costos de tecnología de baja potencia (pero altos costos de energía) pueden ser más adecuados para aplicaciones a corto plazo, mientras que los dispositivos con costos relacionados con la energía más altos pero costos relacionados con la energía más bajos pueden ser más competitivos en aplicaciones a largo plazo. la importancia relativa de varias aplicaciones se discute en la experiencia clave 3. a medida que la red evoluciona, es probable que las aplicaciones más largas (experiencia clave 7) desempeñen un papel cada vez mayor, lo que puede aumentar las posibilidades de adoptar más tecnologías de almacenamiento de energía. el área en el extremo izquierdo de la figura 4 contiene tecnologías relacionadas con la energía de muy bajo costo (utilizando cuevas o depósitos subterráneos) que son muy adecuadas para la aplicación de sistemas de almacenamiento de energía estacional (experiencia clave 8).

En general, los sistemas de almacenamiento de energía en baterías dominan actualmente el mercado de almacenamiento de energía, pero es probable que otras tecnologías de almacenamiento de energía sigan mejorando en el futuro. a medida que los sistemas de energía evolucionan y el papel de los sistemas de almacenamiento de energía cambia con el tiempo, pueden tener nuevas oportunidades de mercado si otras tecnologías pueden competir con los sistemas de almacenamiento de energía en baterías en términos de costo.

Figura 4: El costo de la capacidad de almacenamiento de energía (USD/kWh) y el costo de la capacidad instalada (USD/kW) de varias tecnologías de almacenamiento de energía. Las tecnologías de almacenamiento de energía con costos bajos asociados con la capacidad instalada pero costos altos asociados con la capacidad de almacenamiento de energía pueden ser más adecuadas para aplicaciones de almacenamiento de energía a corto plazo, mientras que las tecnologías de almacenamiento de energía con costos más altos asociados con la capacidad instalada y costos bajos asociados con la capacidad de almacenamiento de energía pueden ser más competitivas en aplicaciones de almacenamiento de energía a largo plazo. A medida que la tecnología evoluciona y se comercializa, los costos esperados pueden cambiar

Realización clave 3: la capacidad de proporcionar capacidad fija es un importante impulsor de las implementaciones de almacenamiento de energía rentables

THE ABILITY OF ENERGY STORAGE SYSTEMS TO PROVIDE FIXED CAPACITY IS A MAJOR DRIVER OF THE FUTURE OF ENERGY STORAGE RESEARCH (SFS) REPORT. IN THE FOUR PHASES OF UTILITY-SCALE ENERGY STORAGE DEPLOYMENT, THE FRAMEWORK FOR THE EXPANSION OF ENERGY STORAGE IN POWER SYSTEMS DISCUSSES THE MULTIPLE SOURCES OF VALUE PROVIDED BY ENERGY STORAGE SYSTEMS, WHICH DRIVES MOST OF THE EXPECTED GROWTH IDENTIFIED IN KEY EXPERIENCE 1.

FUTURE OF ENERGY STORAGE RESEARCH (SFS) MODELING EVALUATES FOUR SOURCES OF VALUE THAT ENERGY STORAGE SYSTEMS PROVIDE TO THE GRID:

·capacidad fija: satisfacer la demanda de los usuarios durante los picos de demanda en el sistema eléctrico y reemplazar la capacidad de las instalaciones tradicionales de generación de energía, como las instalaciones de generación de energía a gas natural.

·cambio de tiempo de energía: almacena electricidad de menor precio durante períodos de demanda neta baja y libera electricidad durante períodos de demanda neta alta. esto incluye evitar la capacidad de generación de energía renovable inutilizable.

·reservas de explotación: respuesta rápida a los desequilibrios entre la oferta y la demanda provocados por alteraciones y cambios aleatorios. varios tipos de reservas incluyen regulación de frecuencia y reservas de emergencia.

·evitar modernizar o mejorar las instalaciones de transmisión: compensar o reducir la necesidad de actualizar o modernizar las instalaciones de transmisión instalando sistemas de almacenamiento de energía en áreas donde la energía está restringida, cargando cuando la energía es abundante y descargando los sistemas de transmisión locales a medida que se acercan o alcanzan la capacidad máxima de energía.

Los sistemas de almacenamiento de energía pueden proporcionar múltiples servicios al mismo tiempo o en diferentes momentos (a menudo denominados "apilamiento de valor"). Para determinar el valor relativo de estos servicios en una red en evolución, el estudio simuló una variedad de escenarios para iniciar o apagar los sistemas de almacenamiento de energía para brindar la capacidad de transferir reservas, capacidad y tiempo individualmente o en combinación. Si bien el valor de los retrasos en la transmisión es importante, es difícil aislarlos unos de otros y es muy regional, por lo que no se intenta aislar el valor de las transmisiones retrasadas.

La figura 5 muestra un ejemplo de un caso de uso que limita los servicios que puede proporcionar un sistema de almacenamiento de energía y muestra que los servicios de capacidad son más importantes que el cambio de tiempo de energía o las reservas operativas para lograr el máximo potencial del sistema de almacenamiento de energía. el impacto de los beneficios relacionados con la transmisión, que son importantes pero muy regionales, no se tiene en cuenta en la figura 5.

STUDIES HAVE SHOWN THAT BY 2050, THE UNITED STATES WILL DEPLOY ABOUT 200GW OF ENERGY STORAGE SYSTEMS. WHEN IT OFFERS ONLY ENERGY TIME-SHIFTED SERVICES, IT REALIZES 30% OF ITS "ALL FOUR SERVICES" POTENTIAL. HOWEVER, IF THE ENERGY STORAGE SYSTEM ONLY PROVIDES FIXED CAPACITY AND HAS ECONOMIC VALUE, A 150GW ENERGY STORAGE SYSTEM MAY BE DEPLOYED. THE PROVISION OF OPERATIONAL RESERVE SERVICES WILL ONLY INCREASE DEPLOYMENT IN RELATIVELY SMALL AMOUNTS, IN PART DUE TO THE LIMITED OPERATIONAL RESERVES REQUIRED AND THE SATURATION OF RESERVE REQUIREMENTS DUE TO ENERGY STORAGE SYSTEMS DEPLOYED PRIMARILY TO PROVIDE CAPACITY AND TIME-SHIFTED SERVICES.

En general, esto sugiere que los sistemas de almacenamiento de energía pueden proporcionar una capacidad de almacenamiento de energía estable y compensar la demanda de generación de energía tradicional para satisfacer la demanda máxima, que es fundamental para alcanzar su máximo potencial. la capacidad real de un sistema de almacenamiento de energía para proporcionar capacidad fija depende en gran medida de su duración y correlación con la duración de la carga neta máxima en el área de despliegue. la duración del pico de carga neta se ve afectada por una variedad de factores, incluido el despliegue del sistema de almacenamiento de energía solar e incremental (clave 5 y clave 7).

4: los sistemas de almacenamiento de energía no son la única opción flexible, pero sus reducciones de costos han cambiado en comparación con otras opciones.

la capacidad de aumentar la flexibilidad del sistema de energía, satisfacer la demanda máxima y ayudar a abordar la variabilidad en los aumentos de la demanda neta a menudo se expresa en forma de una curva de oferta flexible. la figura 6 proporciona un ejemplo de este concepto, ilustrando los recursos que pueden proporcionar servicios flexibles.

Históricamente, los sistemas de almacenamiento de energía se han visto como una de las opciones más costosas para aumentar la flexibilidad de la red. sin embargo, las reducciones de costos pueden cambiar su posición relativa en la curva de oferta elástica. A pesar de este cambio, es importante enfatizar que los sistemas de almacenamiento de energía son solo uno de varios recursos que pueden proporcionar flexibilidad a la red para alinear mejor el suministro de electricidad con la demanda de electricidad.  

figura de la curva de oferta elástica 6

la descarbonización rentable requiere tener en cuenta la flexibilidad potencial de todos los recursos, incluida la demanda de electricidad terminal en gran medida sin explotar. la demanda flexible se puede lograr a través de una variedad de mecanismos, desde señales de precios hasta la concentración de fuentes de energía distribuidas y la carga flexible de ev, que puede proporcionar muchos de los mismos servicios que los sistemas de almacenamiento de energía, incluida la reducción de la demanda neta máxima y el cambio del tiempo de generación variable.

La figura 7 muestra la demanda flexible y el enorme potencial de los sistemas de almacenamiento de energía en el sector eléctrico. estos resultados se derivan de un análisis complementario del presente informe. las columnas 1 y 3 de la figura proporcionan los resultados del escenario subyacente. las columnas 2 y 4 asumen implementaciones adicionales de respuesta a la demanda para evaluar su impacto en los sistemas de almacenamiento de energía y las decisiones generales de inversión. en estos casos, la necesidad de flexibilidad reduce la demanda total de energía y el valor de la transferencia de tiempo de energía. como resultado, las implementaciones de sistemas de almacenamiento de energía han disminuido, especialmente cuando los sistemas de almacenamiento de energía son moderadamente costosos, lo que destaca la necesidad de flexibilidad y competencia potencial entre los sistemas de almacenamiento de energía.

Para comprender a fondo las oportunidades potenciales para el despliegue de la respuesta a la demanda, se necesita más investigación. tener en cuenta los costos de implementación, la aceptación social, la disponibilidad durante los períodos pico netos (que pueden cambiar a medida que aumentan las implementaciones de generación variable) y los mecanismos de implementación. Si bien los sistemas de almacenamiento de energía pueden ser cada vez más competitivos con recursos como la demanda flexible, el análisis de necesidades de descarbonización de menor costo puede ayudar a habilitar una gama de opciones flexibles para las energías renovables y otras fuentes de energía limpia.

figura 7. a medida que aumentan la flexibilidad de carga y la capacidad de respuesta, la demanda de capacidad de almacenamiento de energía disminuirá para 2050 para escenarios de bajo costo de batería/energía renovable, independientemente de si hay una respuesta de demanda alta