La energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo apoya la transición de China hacia la energía renovable al generar electricidad cuando no brilla el sol ni sopla el viento.
Una instalación hidroeléctrica de bombeo bombea agua cuesta arriba hacia un embalse cuando la demanda y los precios de electricidad son bajos, generalmente por la noche, y luego la libera cuesta abajo a través de turbinas para generar electricidad cuando la demanda y los precios son altos.
El costo de construir una central hidroeléctrica de bombeo es alto, pero una instalación dura alrededor de 60 años, lo que significa que el costo del ciclo de vida completo de su energía es relativamente bajo.
Este método fiable de almacenamiento de energía ha experimentado un enorme crecimiento en los últimos años, vinculado a la desplegando de los objetivos de China en materia de emisiones de carbono. Entre 2015, año en que China adoptó el Acuerdo de París, y 2023, la capacidad instalada de la hidroeléctrica bombeó más de duplicadode 22,8 gigavatios (GW) a 51 GW.
China quiere aumentar esto a más de 62 GW para 2025 y alrededor de 120 GW para 2030, según un plan publicado por la Administración Nacional de Energía (NEA) en 2021. Actualmente hay 167 GW de hidrobombeo en planificación o en construcción.
Sin embargo, nuestra reciente estudiar indica que simplemente construir más centrales hidroeléctricas de bombeo podría no ser el enfoque más rentable para lograr un sistema energético sin emisiones de carbono.
En cambio, para garantizar la estabilidad de la red y respaldar mejor la transición hacia la neutralidad de carbono, los sistemas hidroeléctricos de bombeo existentes deben optimizarse mientras se implementa ampliamente la opción más económica del almacenamiento en baterías.
Hidrobombeo versus baterías
La capacidad instalada solar y eólica de China ha aumentado drásticamente, de 120 GW en 2012 a más de 1.200 GW en 2024, NEA cifras espectáculo.
Esto presenta desafíos para la confiabilidad del sistema eléctrico dada la naturaleza variable de esas fuentes de energía. Tecnologías como la hidráulica de bombeo y las baterías, que almacenan grandes cantidades de energía, son esenciales para equilibrar la red y aumentar la flexibilidad del sistema eléctrico.
Aunque la hidroeléctrica de bombeo tiene una vida útil operativa más larga y un menor costo por kilovatio-hora, el almacenamiento en batería es más adecuado para una aplicación generalizada debido a su tiempo de construcción más rápido (menos de seis meses) en comparación con la hidroeléctrica de bombeo (4-5 años), y el De hecho, no necesita una topografía específica ni disponibilidad de agua.
La energía hidráulica bombeada es rentable y eficiente para el almacenamiento a gran escala y de larga duración, mientras que las baterías ofrecen mayor flexibilidad y tiempos de respuesta más rápidos. Por tanto, las dos tecnologías pueden desempeñar funciones complementarias. A finales de 2023, China tenía 86 GW del almacenamiento de energía existente: el almacenamiento por bombeo representa el 59,3 por ciento y el almacenamiento en baterías el 40,6 por ciento.
A medida que los costos de las baterías han ido cayendo significativamente, ha habido un auge en la adopción del almacenamiento de energía en baterías, lo que ha llevado a un aumento significativo de nuevos proyectos.
La caída del precio de las baterías puede dejar atrás la energía hidráulica de bombeo
Queríamos examinar el papel de la energía hidroeléctrica de bombeo en el sistema eléctrico de China y considerar su capacidad óptima entre 2025 y 2050. Para hacerlo utilizamos un software de código abierto llamado Ruta de cuadrícula construir un modelo detallado del sistema eléctrico de China, incluyendo cargas provinciales por hora, limitaciones de transmisión interprovincial, perfiles regionales de energía eólica y solar, y proyecciones de costos para energías renovables y almacenamiento de energía.
Nuestros hallazgos indican que el objetivo de la NEA de 120 GW de energía hidroeléctrica de bombeo para 2030 será suficiente para equilibrar los recursos renovables variables. Mientras tanto, el coste de las baterías, especialmente las que tienen una capacidad de cuatro horas, seguirá bajando y siendo competitivo.
Por tanto, el estudio muestra que entre 2025 y 2050, la capacidad de almacenamiento en baterías podría dispararse de 21 GW a 858 GW. Esto posiciona el almacenamiento en baterías como un enfoque más rentable para gestionar la variabilidad de las fuentes de energía renovables y satisfacer las crecientes demandas de energía a largo plazo.
El camino a seguir para la energía hidroeléctrica de bombeo en China
China ha fijado objetivos ambiciosos para ampliar la energía hidroeléctrica de bombeo como parte de su estrategia de transición a un sistema de energía limpia, introduciendo varias políticas de apoyo. Por ejemplo, varias provincias, como Mongolia Interior, Beijing y Shandong, han eximido del impuesto al almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo. impuesto sobre los recursos hídricos.
A nivel del gobierno central, el año pasado la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma introducido un pago fijo para los operadores de centrales hidroeléctricas de bombeo en función de la capacidad de sus instalaciones. Estos “pagos por capacidad” están diseñados para ayudar a los operadores a lograr rendimientos razonables.
Bajo las políticas y objetivos actuales de China, la optimización de los proyectos hidroeléctricos de bombeo se ha vuelto cada vez más importante. Nuestro análisis produjo los siguientes hallazgos y recomendaciones clave que podrían proporcionar información a medida que China perfecciona su estrategia hidroeléctrica de bombeo.
En primer lugar, Las políticas y objetivos de desarrollo de hidroeléctricas de bombeo deben integrarse en la planificación general del sistema eléctrico de China.
Actualmente, las tecnologías de almacenamiento de energía, incluida la hidráulica de bombeo, no se examinan adecuadamente en la planificación del sistema eléctrico. La energía hidroeléctrica de bombeo debe compararse sistemáticamente con otras opciones de almacenamiento, tecnologías de generación y soluciones de transmisión para encontrar la escala y las ubicaciones adecuadas. De lo contrario, los proyectos hidroeléctricos de bombeo sobreconstruidos o no coincidentes podrían aumentar los costos del sistema eléctrico y las facturas de electricidad de los consumidores.
También es importante reevaluar los precios. El actual mecanismo de fijación de precios para la energía hidroeléctrica de bombeo, establecido por las autoridades en función de los costos de inversión, necesita perfeccionarse, ya que podría conducir a un exceso de costos y de inversión en proyectos, lo que luego podría aumentar los precios de la electricidad innecesariamente. Introducir la competencia mediante licitaciones abiertas para proyectos hidroeléctricos de bombeo puede ayudar a controlar los costos de los proyectos y mantener las tarifas eléctricas más bajas.
Además, el mecanismo del mercado mayorista de electricidad necesita mejoras adicionales. Aunque supuestamente se permite que el almacenamiento de energía participe en el mercado mayorista de electricidad, sigue siendo posible asegurar ganancias. desafianteya que las reglas no son claras. Las reformas podrían permitir que el precio sea determinado por la oferta y la demanda, y proporcionar pagos por capacidad neutrales desde el punto de vista tecnológico, de modo que el almacenamiento de energía pueda competir en igualdad de condiciones con otras tecnologías.
Por último, Fomentar colaboraciones interprovinciales para proyectos hidroeléctricos de bombeo puede mejorar el intercambio de electricidad o almacenamiento y mejorar la estabilidad de la red regional.
Los formuladores de políticas deberían trabajar con sus homólogos de las provincias vecinas para crear un marco cooperativo y alinear las regulaciones. Esto respaldará el despliegue óptimo de recursos hidroeléctricos de bombeo y otros recursos del sistema, lo que generará ahorros de costos para los consumidores.
Este artículo fue publicado originalmente en Diálogo Tierra bajo una licencia Creative Commons.
