Indonesia podría combinar su vasto almacenamiento solar e hidroeléctrico para descarbonizar el país
Como uno de los mayores emisores de gases de efecto invernadero del mundo, Indonesia se ha comprometido a lograr la neutralidad de carbono para 2060.
Sin embargo, el aumento del nivel de vida, el crecimiento de la población y la electrificación masiva aumentarán la demanda de electricidad de Indonesia 30 veces, a 9000 teravatios-hora (TWh) por año. Este rápido aumento en el consumo de electricidad genera preocupaciones sobre la seguridad y asequibilidad energética y la sostenibilidad ambiental.
Nuestro estudio anterior muestra que el país podría satisfacer sus necesidades energéticas al depender de su abundante energía solar. Al instalar miles de millones de paneles solares, Indonesia podría cosechar alrededor de 190 000 TWh de energía solar por año. Esta cantidad de energía es mayor que el consumo mundial de electricidad en 2020.
Sin embargo, depender de la energía solar significa que Indonesia debe poder lidiar con el riesgo de escasez porque el sol no brilla todo el tiempo. Para equilibrar un sistema eléctrico dominado por la energía solar durante la noche y durante los períodos de lluvia, Indonesia necesitará grandes cantidades de almacenamiento de energía.
Afortunadamente, Indonesia tiene una solución basada en la naturaleza para este problema: el país puede utilizar su enorme potencial para el almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo fuera del río (PHES).
PHES es una técnica para almacenar energía utilizando el exceso de energía producida por paneles solares durante los días soleados para bombear agua cuesta arriba a un depósito más alto. Cuando la generación de energía es baja durante el tiempo nublado o durante la noche, la electricidad se puede despachar a pedido desde PHES liberando el agua almacenada cuesta abajo al depósito inferior a través de la turbina.
En nuestro último estudio, hemos identificado que existen excelentes sitios para reservorios de PHES en todo el país, incluidas las islas densamente pobladas de Java, Bali y Sumatra.
PHES fuera del río para el equilibrio energético
Para desarrollar un PHES fuera del río, necesitamos dos lagos o embalses muy próximos entre sí, de aproximadamente un kilómetro cuadrado cada uno, que tengan una diferencia de altitud de unos 600 metros. Están conectados por un túnel que contiene una bomba-turbina.
Imagen de pumpedhydro.com.au
Imagen de pumpedhydro.com.au
A diferencia de los PHES convencionales (basados en ríos), no necesitamos construir represas en los ríos porque el agua fluye a través de túneles que conectan dos embalses. También podemos utilizar antiguos sitios mineros, así como lagos y embalses existentes. Esto significa que los sistemas de PHES fuera del río pueden tener un bajo impacto ambiental y social.
. Imagen de NREL
El área de tierra requerida para un PHES fuera del río también es relativamente pequeña. Una central hidroeléctrica bombeada fuera del río típica de 150 gigavatios-hora (GWh) requiere alrededor de 8 hectáreas de tierra por GWh. En comparación, el proyecto PHES Upper Cisokan basado en el río en Java Occidental con 7 GWh de almacenamiento requiere un área inundada de 340ha (50ha por GWh).
Con una vida útil de 50 a 100 años, los sistemas PHES fuera del río también podrían reducir nuestra dependencia de las baterías convencionales, que normalmente tienen una vida útil de almacenamiento de 10 a 15 años. Las baterías también contienen materiales que escasean, como el litio y el cobalto.
¿Qué tan grande es el potencial?
Indonesia tiene 26.000 sitios hidroeléctricos de bombeo potenciales, que es mucho más de lo necesario. Lo redujimos eligiendo los mejores recursos posibles en todo el país con la más alta calidad de almacenamiento y el menor costo con un potencial de 321 TWh.
Las regiones del este de Indonesia (Sulawesi, Maluku Papua y Kalimantan) tienen el mayor potencial, con bajos requisitos de almacenamiento. Esto contrasta con la región occidental de Indonesia (Java y Sumatra), que se espera que tenga demandas sustanciales de almacenamiento en el futuro.
La siguiente figura ilustra el tamaño del mejor potencial de PHES en cada región de Indonesia en comparación con los requisitos en 2060 para una Indonesia próspera y descarbonizada.
En nuestro trabajo futuro, examinaremos si Indonesia necesita construir fuertes enlaces de transmisión de electricidad de este a oeste para una red eléctrica de bajo costo o si es mejor operar el sistema de manera independiente en cada región.
PHES fuera del río es asequible
El almacenamiento hidroeléctrico por bombeo es, con mucho, la forma más barata de almacenar energía solar durante la noche y tiene, con mucho, la mayor parte del mercado mundial de almacenamiento de energía.
En nuestro artículo reciente, modelamos un sitio hipotético de 150 GWh en Wonosobo Regency en Java Central con una capacidad de energía de 7,5 gigavatios, que es un gran sistema de almacenamiento. Este sistema podría funcionar a plena potencia de generación durante 20 horas. El sitio tiene una diferencia de altura entre los embalses de 741 metros, una longitud de túnel de 4 km y requiere 4 ha de terreno inundado por GWh.
Estimamos un costo de capital de US$9.400 millones para desarrollar este sitio, incluido el costo del llenado inicial de agua y la adquisición de terrenos. A modo de comparación, un paquete de baterías a escala de servicios públicos de Tesla requerirá un costo de capital de US $ 60 mil millones para la misma capacidad (150 GWh): US $ 1,2 millones por 3 MWh.
Imagen del Global Pumped Hydro Atlas de la Universidad Nacional de Australia
Al conocer el potencial de PHES fuera del río de Indonesia, el gobierno podría planificar el desarrollo de generación solar a gran escala con confianza. Por lo tanto, una transición energética hacia la neutralidad en carbono es un objetivo realista a alcanzar.