Preguntas y Respuestas Editoriales - Mensajes Clave para el Mercado de Almacenamiento de Energía

Atribuido a ANDY LYCETT, Gerente de País, Reino Unido e Irlanda, Sungrow

El principal proveedor mundial de inversores y sistemas de almacenamiento de energía, Sungrow, ya ha establecido una posición líder en el mercado global de sistemas de almacenamiento de energía por batería (BESS). Andy Lycett es el Gerente de País de Sungrow para el Reino Unido e Irlanda, liderando el equipo de inversores fotovoltaicos y BESS de la empresa.

El almacenamiento de energía ha crecido enormemente como industria en los últimos años y se anticipa ampliamente que este crecimiento se acelerará. ¿Cómo se desarrolla y cambia el mercado de almacenamiento de energía a medida que crece?

Respuesta:

Hasta la última década, el almacenamiento de energía se empleaba principalmente para proporcionar soporte de infraestructura crítica y energía de respaldo UPS para negocios y organizaciones como hospitales, centros gubernamentales y centros de datos, etc. Era un mercado especializado de nicho que competía o complementaba el generador diésel. Esa situación continuó hasta hace unos 10 años, cuando National Grid comenzó a realizar estudios y proporcionó incentivos para servicios de red. La proliferación de energías renovables intermitentes es el principal impulsor.

Más tarde, el Reino Unido desplegó su primer almacenamiento de baterías a gran escala en Leighton Buzzard, demostrando la idoneidad de las baterías de iones de litio en esta aplicación. El Reino Unido entonces aceptó que no solo podíamos usar baterías como respaldo, sino más importante, podían proporcionar valor para las redes nacionales y de distribución local actuando como oferta o demanda para proporcionar estabilidad en la red. Proyectos adicionales de investigación y desarrollo consolidaron aún más la posición de ESS como una tecnología viable. Desde entonces, la industria ha evolucionado enormemente.

En la opinión de Sungrow, la industria ESS del Reino Unido realmente comenzó a acelerarse una vez que National Grid introdujo el esquema EFR de 200MW unos años más tarde, y entonces se dio cuenta de que no solo había oportunidades de aplazamiento de actualizaciones, sino también una oportunidad de servicios auxiliares. El almacenamiento de baterías permitió a los inversores obtener recuperaciones más rápidas, típicamente dentro de un plazo de 5-10 años. Más y más negocios comenzaron a explorar el uso de BESS para llenar el vacío entre el almacenamiento a largo plazo, el diésel y el gas, pero la mayoría de los grandes actores todavía eran bastante reacios a la tecnología debido al alto CAPEX, el riesgo percibido y la falta de financiamiento para llevar los proyectos a buen término.

Una vez que los actores más grandes comenzaron a apoyar proyectos BESS en el Reino Unido al invertir sólidamente en proyectos reales, aceleró aún más el cambio. Cada vez más, los inversores comenzaron a evaluar el riesgo y la recompensa, a medida que los precios de las baterías continuaban cayendo y la cadena de suministro maduraba. Estaban listos para aprovechar la oportunidad temprana de construir sistemas de almacenamiento de baterías a gran escala basados en modelos financieros sólidos con pagos de FFR y TRIADs como base. Las empresas de servicios públicos pronto siguieron, desplegando grandes BESS en algunos de sus propios sitios, y desde allí, la industria avanzó rápidamente hacia incentivos de red más maduros. Los precios de las celdas de batería siguieron cayendo y los bancos, fondos institucionales e inversores de capital se sintieron cada vez más cómodos con el almacenamiento de energía en baterías.

Así que, durante los últimos 10 años, la industria ha enfrentado una variedad de desafíos. Al principio, intentaba encontrar fuentes de ingresos no solo de servicios de respaldo, sino también como proveedor de servicios de red; más tarde, fue una cuestión de estabilidad de ingresos acumulados y hacer un sólido caso de negocio combinando esos diferentes servicios auxiliares. Más recientemente, el desafío ha sido usar la ruta correcta para el servicio de mercado a través de proveedores y agregadores para demostrar a los inversores que la tecnología BESS es realmente financiable a largo plazo. Esto ha sido asistido por optimizadores de baterías especializados que usan su experiencia en mercados y modelado para predecir las estrategias de ingresos correctas para propietarios y operadores.

Hoy en día, hay un mayor enfoque en la fiabilidad y elementos de riesgo del sector, así como en el uso de la última iteración de productos para satisfacer las necesidades de los aseguradores para la operación segura del sistema. La industria también está atravesando desafíos completamente nuevos en forma de interrupción de la cadena de suministro, principalmente debido a la volatilidad inducida por Covid, lo que resulta en precios más altos, tiempos de entrega más largos y menos seguridad de suministro. Aunque esta situación no continuará para siempre, está causando y continuará infligiendo molestias a corto plazo, muy probablemente hasta fines de 2022. Sin embargo, Sungrow cree que, a medida que la cadena de suministro se vuelve cada vez más madura, la competencia se consolidará y el enfoque principal para los fabricantes de productos serán las mejoras continuas del sistema, por ejemplo, para volverse cada vez más confiables, seguros y más económicos.

¿Cuáles son algunos de los desafíos que la industria debe superar para convertirse y seguir siendo una parte clave de la transición global a fuentes de energía bajas en carbono?

Respuesta:

Sungrow cree que todas las partes del sector deberán estar involucradas para convertirse y mantenerse como un pilar clave de la transición energética. Sin embargo, los participantes del mercado son principalmente empresas y operadores de red, y en última instancia inversores, que están impulsados por el mercado. Como parte del camino hacia la descarbonización global, las regulaciones gubernamentales en todo el mundo jugarán un papel importante. Este será uno de los desafíos clave, alentar a los reguladores a implementar una política donde anteriormente no había ninguna, en un esfuerzo por impulsar y estimular el mercado en la dirección correcta. Esto creará una base sólida para que la industria florezca, como vimos con la fotovoltaica. Por ejemplo, National Grid introdujo una variedad de servicios auxiliares diferentes para baterías, como EFR, FFR, TRIADS, Balancing Mechanism, etc., y el regulador del Reino Unido eliminó barreras como el límite de 50 MW para la planificación nacional, la doble carga y los impuestos como generadores integrados, etc.

Para Sungrow, como fabricante de equipos y proveedor de sistemas de almacenamiento de energía, el enfoque está en el desarrollo de PCS, Control y BMS más eficientes para soluciones técnicas aún más robustas y eficientes, que sean escalables para permitir un despliegue rápido, y también más competitivas que la generación anterior.

Para los socios EPC, su desafío es comprender los próximos productos al mercado y cómo hacer el mejor uso de ellos dentro de las limitaciones de planificación, red, costo de construcción, etc. También buscarán a los fabricantes para una mayor eficiencia de costos. Los socios EPC y desarrolladores también tienen que hacer la elección correcta al seleccionar un fabricante con el que trabajar. Necesitan encontrar un socio confiable que pueda ofrecer una relación a largo plazo. Sungrow tiene un historial de 25 años proporcionando sistemas y servicios, y ha estado operando en el Reino Unido desde 2014, y trabaja con desarrolladores y EPCs líderes de primer nivel entregando algunos sistemas récord, como el destacado sistema ESS de 100MW/100MWh en Minety en Wiltshire.

Obviamente, otras organizaciones en el sector también tendrán sus propios desafíos, como las empresas de servicios públicos y generación de electricidad. Su principal desafío será cómo equilibrar sus intereses comerciales con los clientes y la red. Los agregadores tendrán que utilizar algoritmos cada vez más complejos para optimizar los flujos de ingresos. Los proveedores de sistemas de control tendrán que minimizar el retraso y aumentar la confiabilidad de las soluciones. Los aseguradores, abogados y financieros tendrán que adaptar proyectos y contratos a un perfil de riesgo cada vez mayor, para igualar las flexibilidades mejoradas de las celdas. En cuanto a los proveedores de celdas de batería, su desafío es desarrollar celdas de batería más innovadoras para adaptarse a los requisitos de rendimiento de servicios de red y arbitraje cada vez más exigentes.

A medida que se despliegan más Sistemas de Almacenamiento de Energía, los servicios de reciclaje eventualmente se convertirán en una parte clave del ciclo de vida del sistema. En resumen, la industria necesitará más instalaciones de reciclaje. La capacidad actual de reciclaje es lamentablemente inadecuada para lo que vendrá, por lo que este es otro obstáculo que enfrenta la industria. Sin embargo, este no es un problema insuperable, y con el tiempo, la capacidad se implementará a medida que el mercado crezca. Todavía estamos en las primeras etapas. Para 2025-2027, los primeros sitios de almacenamiento de baterías alcanzarán sus 10 años de fin de vida útil, la industria necesita asegurar que haya instalaciones adecuadas para entonces. Esto no solo es para fines de regulación y medio ambiente, sino también para reutilizar baterías secundarias, especialmente LFP ya que estas tienen casi 20-25 años de vida útil, así como minerales y materiales preciosos contenidos en las celdas, listos para ser reutilizados nuevamente.

Está claro que hay desafíos en todos los sectores de la industria, pero con una regulación y política clara del gobierno, deberíamos haber vendido la base para operar. El sector fotovoltaico ha demostrado cuán resistente puede ser la industria de las energías renovables, y cómo incluso cuando hay enormes desafíos, encontramos una manera de navegar a través de ellos o evitarlos. Al trabajar juntos todos los interesados, podemos hacer que la industria de ESS sea un éxito próspero durante muchos años venideros y ayudar a facilitar una transición rápida y suave hacia un futuro bajo en carbono.

¿Cuáles son algunas de las tendencias tecnológicas clave que crees que darán forma al despliegue del almacenamiento de energía a) durante 2022 y b) entre ahora y 2030?

Respuesta:

Durante 2022

El término Almacenamiento de Energía cubre una gama de tecnologías que incluyen almacenamiento mecánico, almacenamiento electroquímico, etc. Nuestro enfoque está en las tecnologías clave que afectan el almacenamiento electroquímico, que es pertinente a las químicas de baterías que se están desplegando comercialmente en 2022.

Gestión Térmicade las celdas de batería es de vital importancia para el rendimiento y la longevidad de cualquier sistema ESS. Con la excepción del número de ciclos de trabajo y la antigüedad de las baterías, tiene el mayor impacto en el rendimiento.

PV+ESS Acoplado en CCcomenzará a desempeñar un papel más importante a medida que los activos de generación existentes buscan optimizar el rendimiento. La energía fotovoltaica y el BESS están desempeñando un papel importante en el progreso hacia el cero neto. La combinación de estas dos tecnologías ha sido explorada y aplicada en muchos proyectos. Pero la mayoría de ellos están acoplados en CA. El sistema acoplado en CC puede ahorrar el CAPEX de los equipos primarios (sistema de inversor/transformador, etc.), reducir la huella física, mejorar la eficiencia de conversión y disminuir la reducción de producción fotovoltaica en escenarios con altas relaciones CC/CA, lo que puede ser beneficioso comercialmente. Estos sistemas híbridos harán que la producción fotovoltaica sea más controlable y despachable, lo que aumentará el valor de la electricidad generada. Además, el sistema ESS podrá absorber energía en momentos baratos cuando la conexión de otro modo sería redundante, aprovechando así el activo de conexión a la red.

Sistemas de almacenamiento de energía de mayor duracióntambién comenzará a proliferar en 2022. 2021 fue ciertamente el año del surgimiento de la PV a escala de servicios públicos en el Reino Unido. Los escenarios que se adaptan al almacenamiento de energía de larga duración incluyen la reducción de picos, el mercado de capacidad; la mejora de la tasa de utilización de la red para reducir los costos de transmisión; aliviar las demandas de carga máxima para reducir la inversión en actualización de capacidad, y finalmente reducir los costos de electricidad y la intensidad de carbono. El mercado está pidiendo almacenamiento de energía a largo plazo. Creemos que 2022 marcará el inicio de la era de esta tecnología.

BESS Residencial Híbrido desempeñará un papel importante en la revolución de producción/consumo de energía verde a nivel doméstico. Un BESS residencial híbrido rentable y seguro que combina el PV del techo, la batería y un inversor bidireccional plug-and-play para lograr una microrred doméstica. Con el aumento de los costos de energía que pican y la tecnología lista para ayudar a hacer el cambio, esperamos una rápida adopción en esta área.

Entre ahora y 2030

Hay varios factores que afectarán el despliegue del sistema de almacenamiento de energía entre 2022 y 2030.

El desarrollo de nuevas tecnologías de celdas de bateríaque pueden ponerse en aplicaciones comerciales impulsarán aún más el despliegue de sistemas de almacenamiento de energía. En los últimos meses, hemos visto un gran aumento en los costos de las materias primas de litio, lo que lleva a un aumento de precios de los sistemas de almacenamiento de energía. Esto puede no ser económicamente sostenible. Esperamos que en la próxima década, haya mucha innovación en el desarrollo de baterías de flujo y de estado líquido a sólido. Qué tecnologías se vuelvan viables dependerá del costo de las materias primas y de la rapidez con que se puedan llevar nuevos conceptos al mercado.

Con la mayor velocidad de despliegue de sistemas de almacenamiento de energía en baterías desde 2020,reciclaje de bateríasDebe tenerse en cuenta en los próximos años al lograr el 'Fin de Vida'. Esto es muy importante para mantener un ambiente sostenible. Ya hay muchas instituciones de investigación trabajando en la investigación del reciclaje de baterías. Se centran en temas como 'Utilización en cascada' y 'Desmontaje directo'. El sistema de almacenamiento de energía debe diseñarse para facilitar el reciclaje.

La estructura de la red eléctrica también afectará el despliegue de sistemas de almacenamiento de energía. A finales de la década de 1880, hubo una batalla por el dominio de la red eléctrica entre sistemas de CA y sistemas de CC. Ahora sabemos que el sistema de CA ganó y es la base de la red eléctrica, incluso en el siglo 21. Sin embargo, esta situación está cambiando, con la alta penetración de sistemas electrónicos de potencia desde la última década. Podemos ver el rápido desarrollo de sistemas de energía de CC desde alta tensión (320 kV, 500 kV, 800 kV, 1100 kV) hasta Sistemas de Distribución de CC. El almacenamiento de energía en baterías puede seguir este cambio de red en la próxima década más o menos.

Hidrógeno. Este es un tema muy candente con respecto al desarrollo de futuros sistemas de almacenamiento de energía. No hay duda de que el hidrógeno desempeñará un papel importante en el dominio del almacenamiento de energía. Pero durante el viaje del desarrollo del hidrógeno, las tecnologías renovables existentes también contribuirán masivamente. Ya hay algunos proyectos experimentales que utilizan PV + ESS para proporcionar energía a la electrólisis para la producción de hidrógeno. ESS garantizará un suministro de energía verde/ininterrumpido durante el proceso de producción, que es la verdadera 'Energía limpia para todos'.

¿Dónde pueden la industria y sus clientes encontrar las mayores oportunidades para costos más bajos y maximizar el valor¿de soluciones y servicios de almacenamiento de energía?

Respuesta:

Instalar sistemas de mayor duración

¡La única certeza de los flujos de ingresos futuros derivados de los sistemas ESS es que son inciertos! Los sistemas de almacenamiento de energía deben diseñarse para ser futuros y adaptarse a las necesidades cambiantes de una red cada vez más descarbonizada y volátil y los mecanismos de mercado que apoyan la entrega de energía a los usuarios finales. Lo que es cierto durante la pandemia es que han surgido oportunidades inesperadas para la operación rentable de sistemas, ya que la volatilidad en los precios de la energía se ha visto afectada no solo por la destrucción de la demanda, sino también por las restricciones de suministro impulsadas por la escasez de gas causada por eventos geopolíticos y patrones climáticos atípicos. En consecuencia, hay un renovado interés en sistemas de mayor duración con más ingresos derivados de la capacidad energética.

Use tecnología a prueba de futuro para un futuro incierto

En el corazón del valor del Almacenamiento de Energía está su valor como tecnología de equilibrio. Un sistema ESS puede generar ingresos tanto por cargar como por descargar. Mirando hacia el futuro, ¿podemos esperar un patrón similar de eventos que haya hecho que ESS sea tan atractivo en los últimos años? La respuesta es un rotundo sí. Cada nuevo despliegue a escala de red de una tecnología renovable crea volatilidad adicional de suministro tanto local como nacional. Además, la destrucción de la demanda podría ocurrir nuevamente inesperadamente, ya que una rápida respuesta global en forma de cierre económico durante una pandemia emergente es ahora una realidad. A medida que los combustibles fósiles, por ejemplo, el gas natural, se vuelven más escasos, su costo como combustible de equilibrio solo aumentará, por lo que usar ESS para equilibrar el sistema eléctrico se volverá comparativamente más atractivo. Además, la naturaleza impredecible de los nuevos patrones de demanda causados por la electrificación del transporte y la calefacción, impulsados por la legislación y la agenda de reducción de carbono, creará oportunidades inesperadas para ESS. El cambio podría ser rápido y los sistemas pueden necesitar ser reutilizados para aprovechar nuevos flujos de valor. 

Reducir los costos operativos mejorando la tecnología de calefacción, refrigeración y conversión de energía del sistema.

Como fabricante, Sungrow ha considerado el futuro de manera reflexiva. Nuestro nuevo sistema refrigerado por líquido significa que las celdas de la batería dentro del sistema operan a una temperatura uniforme y óptima, aumentando su rendimiento y longevidad. Su Estado de Salud mejora por más tiempo (en comparación con los sistemas refrigerados por aire de la generación anterior) y la eficiencia de ida y vuelta del sistema mejora al usar menos energía para mantener el calor o el frío. Esto reduce los costos durante la vida del sistema y, a su vez, aumenta la rentabilidad, día tras día. Además, la inclusión de convertidores/optimizadores CC:CC dentro de la infraestructura del sistema significa que se pueden incorporar nuevos módulos de batería al sistema sin verse afectados por el rendimiento de los módulos más antiguos. En esencia, esto significa que la energía del sistema puede "recargarse" durante la vida del sistema sin reemplazar todo el contenedor de baterías para cumplir con obligaciones contractuales o oportunidades emergentes del mercado. De manera similar, si las oportunidades del mercado o los servicios de la red favorecen duraciones más largas, se pueden conectar contenedores de baterías adicionales a los inversores bidireccionales existentes para aumentar la capacidad energética general del sistema.

Maximizar el valor de una conexión a la red con limitaciones de tierra

Los sitios de ESS con conexiones a la red de gran tamaño a menudo están limitados por la disponibilidad de tierra. A medida que los ingresos comerciales han aumentado y los sistemas de mayor duración se vuelven más populares, se requiere más energía en un espacio originalmente destinado para un sistema más pequeño. Sungrow ha respondido aumentando la densidad energética de sus sistemas sin comprometer la seguridad. Al usar tecnología de enfriamiento líquido con sistemas de extinción de incendios a base de agua, podemos aumentar la densidad energética del sistema hasta en un 30%, reduciendo el espacio necesario para detener la propagación del riesgo de incendio. Como los sistemas enfriados por líquido también están integrados en nuestra fábrica, tenemos la ventaja adicional de reducir el tiempo de instalación, lo que disminuye el riesgo y los costos laborales para el desarrollador y evita posibles retrasos relacionados con el clima.

Considerar un enfoque de sistema completo para el diseño

Sungrow se enfoca en adquirir las celdas de batería más eficientes, seguras y rentables de una variedad de socios y fabrica sus propios módulos de batería, lo que significa que puede aumentar la eficiencia del sistema al considerarlo como un todo en lugar de componentes individuales. También utiliza tecnología de calefacción y refrigeración patentada y probada, desarrollada para convertidores eólicos, para mejorar el rendimiento del sistema. El enfoque en la eficiencia de ida y vuelta de todo el sistema resulta en menores costos operativos para el propietario del sistema.

Nuevas aplicaciones como el almacenamiento en búfer

La revolución de la carga de vehículos eléctricos está sobre nosotros y hay una carrera por ubicaciones que están bien situadas en redes viales o instalaciones de clientes, pero que también tienen suficiente capacidad de red para las mayores demandas de potencia de la carga rápida. Los costos de actualización de la red podrían ser extremadamente prohibitivos, pero usar un sistema ESS para amortiguar la demanda de la red podría ser una forma efectiva de evitar la necesidad de refuerzo.

Como la necesidad de gestionar la demanda máxima es esporádica, el sistema ESS podría estar disponible para comercio o servicios de red en otros momentos del día o de la noche. Por lo tanto, no solo podrían haber costos más bajos de instalación de infraestructura de carga, sino que también la recuperación del gasto de capital podría ser mucho más rápida debido a otros ingresos apilados. Sungrow ya ha implementado sistemas a clientes que adoptan este enfoque.

¿Cuáles son las cosas más importantes en las que pensar cuando se trata de hacer una inversión en equipos o proyectos de almacenamiento de energía?

Respuesta:

Elegir el proveedor correcto: La experiencia es vital

Hay muchos nuevos participantes inexpertos que proporcionan equipos al Mercado de Almacenamiento de Energía. Los clientes necesitan tener la seguridad de que están contratando con un proveedor confiable que tiene experiencia en superar los complejos desafíos que trae un proyecto de ESS. Un proveedor experimentado como Sungrow con despliegues globales de ESS de múltiples gigavatios-hora puede asesorar al cliente en la fase de diseño sobre posibles dificultades que se han encontrado antes y cómo evitarlas. Por lo tanto, se pueden evitar errores costosos, como subespecificar las capacidades de calefacción y refrigeración del ESS. Sungrow mejora constantemente la operabilidad y eficiencia de sus sistemas incorporando conocimientos de proyectos anteriores en el proceso de I+D.

Facilidad de instalación

Hay muchos factores externos que pueden afectar la rentabilidad de un proyecto de ESS durante la fase de construcción. Dado que las baterías son bienes perecederos y pueden verse afectadas por el clima y retrasos en el envío, el perfil de riesgo y la gestión de calidad de un proyecto pueden mejorarse utilizando un sistema completamente integrado fuera del sitio, como el Sungrow Liquid Cooled ESS. Esto significa que el tiempo desde la llegada del sistema hasta la prueba de aceptación en el sitio, la aprobación de la red y la operación comercial puede acortarse, y otros factores tienen menos oportunidad de retrasar el programa. Esto también reduce el costo de financiamiento de proyectos, ya que los plazos se mejoran enormemente.

Capacidad de Servicio Local

Uno de los desafíos de ESS ha sido dar soporte a los sistemas más allá de la fase inicial de instalación. Dado que los sistemas tienen partes móviles que pueden desgastarse, los clientes necesitan buscar proveedores que tengan equipos experimentados que puedan responder rápidamente pero también tengan el conocimiento y la experiencia para resolver problemas y reducir el tiempo de inactividad del sistema. Una mayor disponibilidad significa mayores ingresos, por lo que el soporte local es absolutamente imprescindible. Sungrow ha reclutado un equipo dedicado con habilidades híbridas que no solo entienden las características técnicas de las baterías en sí mismas, sino que también pueden dar servicio y resolver problemas con los sistemas de conversión de potencia que son la fuerza laboral de ESS. Nuestro equipo de servicio local en el país está respaldado por un almacén de piezas de repuesto, lo que significa que las reclamaciones de garantía pueden tratarse rápidamente.

Costos de Operación del Sistema

La eficiencia es el nombre del juego. Cualquier análisis comercial que se centre solo en los costos iniciales usando un simple cálculo de £/MWh pasará por alto el hecho de que un sistema eficiente, seguro y confiable será más rentable a largo plazo. Sungrow ha trabajado en la eficiencia de sus sistemas considerando el sistema como un todo y no de manera fragmentada.

Solución Integral

Es tentador para los desarrolladores mezclar y combinar diferentes elementos del sistema y adquirir diferentes componentes del sistema de diferentes fabricantes para una ventaja de costo a corto plazo. Sin embargo, al hacer esto, pierden los beneficios de tener un equipo integrado multidisciplinario para resolver los problemas, una garantía que cubre todo el sistema y una contraparte responsable. Sungrow apoya a los clientes a lo largo de todo el proceso de diseño, entrega, despliegue y operación. Sungrow actúa como un socio a largo plazo buscando repetir el éxito en lugar de solo instalar y olvidar.