Las tecnologías de almacenamiento de energía a escala comercial podrían contribuir a mejorar la confiabilidad de la red, reducir los costos y promover una mayor adopción de fuentes de energía renovables variables, como la solar y la eólica. El uso de la tecnología de almacenamiento de energía ha aumentado junto con la energía solar y eólica. En la red estadounidense se utilizan varias tecnologías de almacenamiento, como el almacenamiento hidroeléctrico por bombeo, las baterías, el aire comprimido y los volantes de inercia. El almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo y de aire comprimido puede utilizarse para almacenar el exceso de energía en aplicaciones que requieran 10 o más horas de almacenamiento. Las baterías de iones de litio y los volantes de inercia se utilizan para aplicaciones de menor duración, como mantener la estabilidad de la red absorbiendo o descargando electricidad rápidamente para adaptarse a la demanda. Las baterías de flujo representan una pequeña fracción de la capacidad total de almacenamiento de energía y podrían utilizarse para aplicaciones que requieran 10 o más horas de almacenamiento. Las baterías de metal-aire se están evaluando para aplicaciones que requieran 10 o más horas de almacenamiento Las tecnologías de almacenamiento de energía -como las baterías, los volantes de inercia, el aire comprimido y la energía hidroeléctrica bombeada- tienen varias ventajas potenciales.1 Por ejemplo, la capacidad de almacenar energía -especialmente durante varias horas o más- podría reducir costes, aumentar la fiabilidad de la red eléctrica y mejorar su capacidad de recuperación ante interrupciones. Las tecnologías de almacenamiento también podrían promover una mayor adopción de fuentes de energía renovables, como la solar y la eólica, capturando su exceso de potencia y devolviéndola a la red cuando estas fuentes estén menos disponibles. Sin embargo, el almacenamiento de energía, junto con la generación de energía renovable, puede requerir cambios en la forma en que se organiza y opera el sistema eléctrico.2 El gobierno federal ha tomado varias medidas para explorar o promover las tecnologías de almacenamiento de energía.

En esta evaluación tecnológica se han estudiado los sistemas de almacenamiento de energía a escala comercial, seleccionando como ejemplos de tecnologías el almacenamiento hidroeléctrico por bombeo, las baterías, el almacenamiento de energía por aire comprimido y los volantes de inercia. En este informe no se analiza la energía solar térmica concentrada porque no puede tomar energía de la red, ni el hidrógeno porque no estaba suficientemente establecido durante nuestra revisión. Se revisaron documentos de la agencia y otra bibliografía; se entrevistó a funcionarios de la agencia, expertos y partes interesadas de la industria y compañías eléctricas, entre otros; se realizaron visitas in situ; y se celebró una reunión virtual de expertos. En la reunión participó una muestra no generalizable de 15 expertos seleccionados por sus conocimientos técnicos, económicos, normativos, operativos o políticos. Véase en el apéndice I una descripción detallada de nuestros objetivos, alcance y metodología. Realizamos nuestro trabajo de diciembre de 2021 a marzo de 2023 de acuerdo con todas las secciones del Marco de Garantía de Calidad de la GAO que son relevantes para las evaluaciones tecnológicas. El marco exige que se planifique y lleve a cabo el encargo para obtener pruebas suficientes y adecuadas que permitan alcanzar los objetivos fijados y analizar las limitaciones de nuestro trabajo. Creemos que la información y los datos obtenidos, así como el análisis realizado, proporcionan una base razonable para los resultados y conclusiones de este producto. En el informe se examinaron (1) las tecnologías que podrían utilizarse para capturar energía para su uso posterior dentro de la red eléctrica, (2) los desafíos que podrían afectar a las tecnologías de almacenamiento de energía y su uso en la red, y (3) las opciones de política que podrían ayudar a abordar el almacenamiento de energía.

El informe examina en detalle las diversas tecnologías utilizadas para almacenar energía a gran escala, como baterías de flujo, sistemas de almacenamiento térmico, almacenamiento de aire comprimido y sistemas de almacenamiento de hidrógeno. Describe cómo estas tecnologías pueden contribuir a la estabilidad y flexibilidad de la red eléctrica, permitiendo la integración efectiva de fuentes de energía renovable intermitente. Además, el informe aborda los desafíos y obstáculos que enfrenta la implementación de sistemas de almacenamiento de energía a gran escala. Estos desafíos incluyen cuestiones técnicas, económicas y regulatorias, así como la necesidad de abordar la eficiencia, la durabilidad y la gestión adecuada de estas tecnologías. El informe también destaca la importancia de una planificación cuidadosa y una coordinación eficaz entre los operadores de red y los reguladores para maximizar los beneficios del almacenamiento de energía a gran escala en una red en constante evolución. En resumen, el informe proporciona un análisis detallado de las tecnologías de almacenamiento de energía a gran escala y los desafíos asociados con su implementación en una red eléctrica en evolución. Examina diversas tecnologías, identifica desafíos y destaca la importancia de una planificación y coordinación efectivas para optimizar el uso de estas tecnologías en la red eléctrica.

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