Las baterías están exageradas, pero la energía hidroeléctrica bombeada proporciona la gran mayoría del almacenamiento de energía a largo plazo necesario para las energías renovables: así es como funciona

Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero de EE. UU. la mitad en diez añosel objetivo de la administración Biden, Estados Unidos necesitará más generación de energía solar y eólica, así como cantidades masivas de almacenamiento de energía barata.

La energía eólica y solar pueden variar a lo largo del día, por lo que el almacenamiento de energía es fundamental para proporcionar un flujo continuo de electricidad. Pero las baterías actuales suelen ser pequeñas y solo pueden almacenar unas pocas horas de energía. Para depender más de la energía eólica y solar, EE. UU. también necesita más almacenamiento durante la noche y a largo plazo.

Aunque la innovación de la batería llamar mucho la atenciónexiste una tecnología de almacenamiento a largo plazo simple y comprobada que se ha utilizado en los Estados Unidos desde la década de 1920.

Se llama almacenamiento bombeadoImplica bombear agua cuesta arriba de un reservorio a otro en una elevación más alta para su almacenamiento y luego liberar el agua cuando se necesita electricidad para fluir cuesta abajo a través de turbinas, generando electricidad en su camino hacia un reservorio más bajo.

La energía hidroeléctrica de bombeo a menudo se pasa por alto en los Estados Unidos debido a las preocupaciones sobre el impacto de la energía hidroeléctrica en los ríos. Pero muchos no se dan cuenta de que la mayoría de los mejores sitios de almacenamiento de agua no se encuentran en absoluto en los ríos.

creamos un atlas mundial Almacenamiento por bombeo de circuito cerrado (sistemas que excluyen ríos) sitios potenciales y encontró 35,000 sitios emparejados con buen potencial en los EE. UU.Si bien muchos de estos sitios que localizamos vía satélite están ubicados en terreno accidentado y pueden no ser adecuados por razones geológicas, hidrológicas, económicas, ambientales o sociales, estimamos que solo se necesitarán unos pocos cientos de sitios. Admite un sistema de energía estadounidense 100 % renovable.

Por qué la energía eólica y solar necesitan almacenamiento a largo plazo

Para funcionar correctamente, las redes deben poder hacer coincidir el suministro de energía entrante y la demanda de energía en tiempo real, o corren el riesgo de escasez o sobrecarga.

Hay varias tecnicas Puede ser utilizado por los administradores de la red para mantener el equilibrio con recursos variables como la energía eólica y solar. Estos incluyen compartir electricidad a gran escala a través de líneas de transmisión de alto voltaje interestatales, administrar la demanda y usar el almacenamiento de energía.

Las baterías desplegadas en hogares, centrales eléctricas y vehículos eléctricos son las preferidas para tiempos de almacenamiento de energía de hasta varias horas. Son buenos para administrar el aumento de la energía solar al mediodía, cuando el sol está sobre su cabeza, y para liberarla durante la noche, cuando la demanda de energía alcanza su punto máximo.

El bombeo hidroeléctrico, por otro lado, permite un espacio de almacenamiento más grande y más largo que las baterías, lo cual es fundamental en los sistemas de energía dominados por la energía eólica y solar. El almacenamiento durante la noche y a largo plazo también es más económico.

Almacenamiento por bombeo del río Li

En 2021, Estados Unidos ha 43 plantas de bombeo en operación La generación total de energía es alrededor de 22 GW La capacidad de almacenamiento de energía es de 553 GWh. Representan el 93 por ciento del almacenamiento a gran escala del país. dentro del globo, parte de la hidroeléctrica de bombeo almacen de energia más alto aún – acerca de 99% de almacenamiento de energía.

Proyecto hidroeléctrico de bomba de agua puede ser controvertido, especialmente cuando se trata de presas en los ríos Inundar la tierra para crear nuevos embalses y afectar potencialmente los ecosistemas.

La creación de un sistema de circuito cerrado que utilice pares de lagos o embalses existentes en lugar de ríos evitará la necesidad de nuevas presas.Por ejemplo, un proyecto planificado en el condado de Bell, Kentucky, usó un antigua mina de carbónMuy poca tierra adicional además de la línea de transmisión.

Un sistema de almacenamiento por bombeo fuera del río consta de un par de depósitos separados por varias millas, con una diferencia de altura de 200 a 800 metros (alrededor de 650 a 2600 pies) y conectados a una tubería o túnel.Los depósitos pueden ser nuevos o usados. vieja mina o lago o embalse existente.

En días soleados o ventosos, el agua se bombea al depósito superior. Por la noche, el agua fluye de regreso a través de turbinas para recuperar la energía almacenada.

Un par de embalses de 250 acres a 600 metros (1969 pies) sobre el nivel del mar y 20 metros (65 pies) de profundidad pueden almacenar 24 GWh de energía, lo que significa que el sistema puede proporcionar 1 GW de electricidad durante 24 horas. Una ciudad lo suficientemente grande como para albergar a un millón de personas..

El agua puede circular entre los embalses superior e inferior durante cien años o más. supresor de evaporación – Pequeños objetos que flotan en el agua para atrapar el aire húmedo – Ayuda a reducir la evaporación de la humedad.En resumen, la cantidad de agua necesaria para soportar un sistema eléctrico 100% renovable es de aproximadamente 3 litros por persona por día, equivalente a 20 segundos de una ducha matinal.Esto es una décima La cantidad de agua evaporada por persona por día en los sistemas de refrigeración de las centrales eléctricas de combustibles fósiles de EE. UU.

Almacenamiento alimentado por energía 100% renovable

En los últimos años, se ha construido poco almacenamiento hidroeléctrico por bombeo en los EE. UU. porque no ha habido mucha demanda, pero eso está cambiando.

2020, aproximadamente tres cuartos De toda nueva capacidad eléctrica, ya sea solar fotovoltaica o eólica.Sus costos han ido cayendo, haciéndolos Más barato de construir en muchas áreas que los combustibles fósiles.

Australia es Instalar energía solar y eólica. La tasa per cápita triplica la de Estados Unidos y ya enfrenta almacenamiento masivo. Tiene dos sistemas en construcción Diseñado para almacenar más energía que todas las baterías de servicios públicos del mundo combinadas; una docena más están bajo seria consideración. Ninguno involucra nuevas represas en los ríos. Los costos operativos anuales son bajos y el fluido de trabajo es agua en lugar de productos químicos para baterías.

Convertir la electricidad en energía renovable y luego alimentar los vehículos y la calefacción podría eliminar la mayoría de las emisiones de gases de efecto invernadero provocadas por el hombre. EE. UU. tiene un enorme potencial de almacenamiento por bombeo fuera del río para ayudar a que esto suceda, y a medida que crezcan las energías eólica y solar, EE. UU. lo necesitará.

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