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La red eléctrica de Estados Unidos, una red masiva que suministra electricidad a millones de hogares y negocios, enfrenta un desafío fundamental: la electricidad es difícil de almacenar. Esto ha limitado históricamente el desarrollo de la red, requiriendo un equilibrio constante entre la oferta y la demanda. Sin embargo, un aumento en el almacenamiento de energía a escala de red, principalmente a través de baterías de iones de litio, está cambiando rápidamente esta dinámica, prometiendo un sistema de energía más flexible, confiable y limpio.

El desafío central en la generación de electricidad reside en su naturaleza inherente de “usarlo o perderlo”, una restricción que ha moldeado el desarrollo de la red eléctrica de EE. UU., una infraestructura masiva de $2 billones. Esta red, diseñada para servir a millones de hogares y empresas, equilibra meticulosamente la oferta y la demanda para garantizar una entrega de energía constante, logrando una notable tasa de fiabilidad del 99,95%. El diseño de la red prioriza satisfacer la demanda máxima, similar a construir una autopista de 30 carriles para evitar cualquier frenado, lo que requiere una sobreconstrucción significativa para acomodar períodos de alto consumo, como durante el uso del aire acondicionado en verano.

Sin embargo, la llegada del almacenamiento de energía a escala de red ofrece una solución transformadora. Al almacenar electricidad para su uso posterior, se reduce la necesidad de sobreconstruir la red y se pueden mitigar los inconvenientes de las fuentes renovables intermitentes como la eólica y la solar. Esto abre la puerta a un sistema de energía más eficiente y resiliente, que podría incluso conducir a microrredes descentralizadas capaces de resistir las interrupciones.

Estados Unidos está experimentando actualmente un aumento en la capacidad de almacenamiento de energía a escala de red, impulsado principalmente por las baterías de iones de litio, una tecnología ampliamente utilizada en dispositivos portátiles. Entre 2021 y 2024, la capacidad de las baterías de red se quintuplicó, con 12,3 gigavatios instalados solo en 2024. Se prevé que las nuevas instalaciones casi dupliquen esta cifra este año, superando la capacidad del almacenamiento hidroeléctrico bombeado, con una capacidad total que supera los 26 gigavatios.

El sector energético sigue siendo una fuente importante de emisiones de gases de efecto invernadero, y la integración de fuentes de energía limpia intermitentes requiere un almacenamiento abundante y asequible para lograr la descarbonización. Además, la envejecida red de EE. UU. requiere actualizaciones, y las baterías pueden facilitar la integración de la energía eólica y solar, al tiempo que brindan tiempo para renovaciones extensas. Las baterías también están demostrando ser valiosas para brindar servicios como la regulación de frecuencia, el recorte de picos y la respuesta a la demanda, creando nuevas oportunidades de negocio.

El artículo luego profundiza en el contexto histórico de este rápido crecimiento. En 2011, el sistema de almacenamiento de energía con baterías más grande del mundo, construido por AES Energy Storage, proporcionó 32 megavatios de energía durante unos 15 minutos. John Zahurancik, entonces vicepresidente de AES Energy Storage, señaló que este sistema tenía una capacidad de ocho megavatios-hora, suficiente para alimentar a 260 hogares durante un día.

Desde entonces, el almacenamiento en baterías ha aumentado exponencialmente. Zahurancik, ahora presidente de Fluence, una empresa conjunta entre AES y Siemens, ha supervisado el despliegue de 38 gigavatios-hora de almacenamiento a nivel mundial. Señala que muchos proyectos actuales superan el gigavatio-hora de tamaño. El proyecto Edwards & Sanborn en California, la instalación de almacenamiento más grande de EE. UU., puede despachar 33 GW durante varias horas, lo que equivale a alimentar a 4,4 millones de hogares durante un día.

El aumento del almacenamiento en baterías comenzó alrededor de 2020, impulsado por varios factores. El más significativo es la dramática caída de los precios y el aumento de la densidad energética de las celdas de iones de litio. Zahurancik recuerda que el costo inicial de las baterías en 2008 rondaba los $3,000 por kilovatio-hora, pero ahora, los costos de instalación del sistema completo están en el rango de $150 a $200 por kilovatio-hora.

Esta reducción de costos se debe en parte a la tecnología compartida entre las baterías de red y las de los dispositivos móviles y los vehículos eléctricos. Micah Ziegler, profesor de Georgia Tech, enfatiza que las baterías de los teléfonos, los automóviles y la red comparten características comunes. Además, la fabricación de baterías a gran escala de China ha creado economías de escala, lo que ha reducido los precios globales. China ahora produce el 80% de las baterías de iones de litio del mundo.

El crecimiento de la energía eólica y solar ha alimentado aún más la demanda de baterías. La eólica y la solar suelen ser las fuentes más baratas de nueva electricidad, y las baterías ayudan a gestionar su variabilidad. Ziegler señala que el creciente número de centrales eléctricas que combinan estos recursos destaca los beneficios de esta relación. En 2024, la combinación de energía solar más almacenamiento representó el 84% de las nuevas adiciones de energía en EE. UU.

Las baterías de red también pueden utilizar baterías más baratas y menos densas que no son adecuadas para dispositivos portátiles. Además, las regulaciones han jugado un papel crucial. La Orden 841 de la Comisión Federal Reguladora de Energía eliminó las barreras para que los sistemas de almacenamiento de energía participen en los mercados mayoristas. Once estados, incluidos California, Illinois y Maryland, también han establecido objetivos de adquisición de almacenamiento de energía, lo que impulsa un mayor crecimiento. Estos factores han creado nuevas oportunidades de negocio y han fomentado un auge en el almacenamiento de energía.

El artículo luego explora los beneficios del almacenamiento de energía. El almacenamiento de energía complementa la energía renovable, mejorando sus beneficios y mitigando sus inconvenientes. También mejora la estabilidad, fiabilidad y resiliencia de la red, garantizando un suministro de energía constante durante los apagones y los fenómenos meteorológicos extremos.

Una función principal de las baterías es la respuesta de frecuencia, que mantiene la frecuencia de 60 hercios de la red eléctrica de EE. UU. Las baterías pueden absorber o transmitir energía rápidamente para estabilizar la red. También sirven como energía de reserva cuando los generadores fallan o cuando la demanda aumenta inesperadamente. Las baterías pueden suavizar las fluctuaciones de la carga de energía durante todo el día. Permiten a los proveedores de energía almacenar electricidad cuando es barata y venderla cuando la demanda es alta. Las instalaciones de baterías se pueden construir más rápido y con menos obstáculos de permisos que las centrales eléctricas tradicionales.

Las baterías ya han demostrado su valor en redes eléctricas estresadas. Durante las temperaturas extremas en Texas el año pasado, las baterías proporcionaron una cantidad récord de energía, y ERCOT, el operador de la red, no necesitó pedir a los texanos que redujeran su consumo de energía. Entre 2020 y 2024, Texas experimentó un aumento del 4.100% en las baterías a escala de servicios públicos, alcanzando los 5,7 gigavatios.

Las baterías de red también benefician a otros generadores de energía. Las centrales térmicas, como las de carbón, gas y nucleares, funcionan de manera más eficiente a un ritmo constante. Las baterías absorben parte de la variabilidad, lo que permite a estas plantas mantener una operación más eficiente, reduciendo las emisiones y los costos. Zahurancik compara esto con la hibridación de un automóvil, donde la batería mejora el consumo de gasolina al absorber las variaciones.

Stephanie Smith, directora de operaciones de Eolian, destaca que las baterías pueden reducir la necesidad de costosas actualizaciones de la red. Pueden proporcionar energía adicional cuando sea necesario, eliminando la necesidad de construir nuevas líneas de transmisión para acomodar la demanda máxima. Las baterías también permiten que la red se adapte más rápidamente a las necesidades energéticas cambiantes. En general, esto conduce a una red eléctrica más estable, eficiente, barata y limpia.

A pesar de las ventajas, las baterías de iones de litio tienen limitaciones. La mayoría de las baterías de red están diseñadas para duraciones de almacenamiento de dos a ocho horas. La red también requiere soluciones de almacenamiento para días, semanas e incluso meses para abordar los cambios de demanda estacionales.

También existen desafíos. El almacenamiento a escala de red implica importantes inversiones iniciales con largos períodos de amortización. Existe incertidumbre con respecto al impacto de los posibles aranceles sobre las importaciones de baterías, la posibilidad de una recesión y la posible desaceleración del crecimiento de la demanda de electricidad. La creciente demanda de baterías también está elevando los precios de las materias primas.

Si bien China domina actualmente la cadena de suministro mundial de baterías, EE. UU. está trabajando para aumentar su capacidad de fabricación nacional. El Departamento de Energía de EE. UU. ha invertido miles de millones en fábricas de almacenamiento de energía, cadenas de suministro e investigación. Docenas de fábricas de baterías ahora están operativas en EE. UU., aunque la mayoría se centran en los vehículos eléctricos. Diez fábricas estadounidenses están programadas para comenzar a funcionar este año, elevando la capacidad total de fabricación de baterías para vehículos eléctricos a 421,5 gigavatios-hora por año. Se prevé que la fabricación mundial de baterías alcance los 7.900 gigavatios-hora en 2025.

Además, existe una acumulación de proyectos a la espera de conectarse a la red eléctrica, con colas de interconexión para sistemas de energía, especialmente solar, eólica y baterías, que suelen durar tres años o más.

El artículo también aborda el impacto potencial de las políticas de la administración Trump. La administración está trabajando para deshacer los incentivos de energía limpia, particularmente los de la Ley de Reducción de la Inflación de 2022. Smith expresa su preocupación por el impacto potencial de estos cambios. Sin embargo, los aranceles de Trump pueden impulsar más la fabricación nacional de baterías.

A pesar de estos desafíos, el almacenamiento de energía a escala de servicios públicos sigue siendo una pequeña parte de la red eléctrica de EE. UU., con un margen de expansión significativo. Zahurancik cree que el almacenamiento podría fácilmente convertirse en el 20 a 30 por ciento de la capacidad de energía instalada.

El almacenamiento en baterías a escala de red está revolucionando la red eléctrica estadounidense, impulsado por la caída de costos, avances tecnológicos, políticas de apoyo y el auge de las energías renovables. A pesar de los desafíos en las cadenas de suministro, regulaciones y posibles cambios políticos, la adopción generalizada de baterías promete un futuro energético más estable, eficiente y limpio, una actualización crucial para un sistema que enfrenta crecientes demandas y la necesidad de descarbonización.

Para profundizar en las complejidades de la modernización de la red y las tecnologías de almacenamiento de energía, explore los recursos de la colaboración Climate Desk y el Departamento de Energía de EE. UU.

Raymond Ward, un representante estatal republicano en Utah, está frustrado por la falta de paneles solares de balcón en Estados Unidos, algo común en Alemania, donde ofrecen una forma barata y fácil de generar electricidad. Si bien Utah aprobó recientemente un proyecto de ley para eliminar algunas barreras a esta tecnología, aún quedan importantes obstáculos regulatorios y de seguridad antes de que la energía solar de balcón pueda generalizarse en EE. UU.

Raymond Ward, un representante estatal de Utah, está perplejo por la falta de adopción de la energía solar de balcón en Estados Unidos, a pesar de su simplicidad y popularidad en Alemania. Lo ve como una solución sencilla para aumentar la demanda de energía.

En Alemania, la energía solar de balcón está muy extendida, con más de 780.000 dispositivos registrados con el regulador de servicios públicos a diciembre, y millones más instalados sin registro gubernamental. Esta popularidad se debe a su facilidad de uso y asequibilidad, lo que la hace atractiva para inquilinos, activistas climáticos y entusiastas de los aparatos por igual.

Los esfuerzos de Ward para promover la energía solar de balcón en Utah han resultado en una nueva ley que exime a los dispositivos solares portátiles de ciertas regulaciones estatales. Este proyecto de ley, firmado por el gobernador republicano Spencer Cox, elimina barreras como los acuerdos de interconexión, que pueden aumentar significativamente el costo de las instalaciones solares tradicionales.

Sin embargo, persisten importantes obstáculos en Estados Unidos que dificultan una adopción generalizada. Los principales desafíos incluyen la falta de normas y aprobaciones de seguridad nacionales, específicamente el cumplimiento del Código Eléctrico Nacional y una norma de seguridad de productos de Underwriters Laboratories (UL). La nueva ley de Utah, aunque es un paso adelante, está limitada por la ausencia de sistemas certificados a nivel nacional.

La ausencia de estas normas plantea posibles riesgos para la seguridad. Una de las principales preocupaciones es el “enmascaramiento del interruptor”, donde el dispositivo solar de balcón alimenta energía a un circuito, lo que podría sobrecargarlo sin que el interruptor automático detecte el suministro de energía añadido. Esto podría provocar sobrecalentamiento o incluso un incendio.

Alemania abordó este problema limitando las unidades solares de balcón a 800 vatios, un umbral considerado seguro incluso en casas antiguas. Sebastian Müller, presidente de la Asociación Alemana de Energía Solar de Balcón, confirma que este límite ha evitado problemas de seguridad.

Otro desafío en Estados Unidos es la falta de interruptores de circuito por falla a tierra (GFCI) compatibles. Los GFCI están diseñados para minimizar el riesgo de descargas eléctricas, pero aún no están certificados para su uso con dispositivos que consumen y generan energía, como las configuraciones solares de balcón. Alemania utiliza un dispositivo de corriente residual que puede detectar flujos de energía bidireccionales.

Además, las directrices eléctricas de Estados Unidos no tienen en cuenta la posibilidad de conectar un dispositivo generador de energía a una toma de corriente doméstica. La red eléctrica de Estados Unidos opera a 120 voltios, mientras que la de Alemania opera a 230 voltios, lo que requiere diferentes protocolos de seguridad.

La falta de una norma UL es un obstáculo importante. La certificación UL asegura a los consumidores que un producto cumple con las directrices de seguridad reconocidas a nivel nacional. Achim Ginsberg-Klemmt, vicepresidente de ingeniería de GismoPower, está trabajando para desarrollar dicha norma, pero se enfrenta a numerosos desafíos.

La empresa de Ginsberg-Klemmt vende un cobertizo solar portátil que se conecta a una toma de corriente de 240 voltios. Este diseño evita el problema del enmascaramiento del interruptor, pero aún requiere una norma UL. Está trabajando con investigadores e ingenieros para desarrollar esta norma, pero el progreso ha sido lento.

Un importante obstáculo es el Código Eléctrico Nacional, que actualmente no permite sistemas de energía enchufables como la energía solar de balcón. La Asociación Nacional de Protección contra Incendios, que emite el código, rechazó las recomendaciones para enmendarlo, citando la falta de un GFCI compatible.

Jeff Sargent, enlace del personal de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios, declaró que no se pueden considerar enmiendas hasta que haya un GFCI compatible disponible. También señaló que las normas eléctricas evolucionan con el tiempo y que a menudo se necesitan múltiples ciclos de cambio de código para dar cabida a nuevos productos.

A pesar de estos desafíos, el interés en las soluciones de energía enchufables está creciendo. Ward cree que, como en Alemania, la tecnología finalmente será adoptada en Estados Unidos, ya que ofrece una forma para que las personas tomen el control de sus necesidades energéticas.

A pesar del creciente interés y la legislación pionera de Utah, la adopción generalizada de energía solar en balcones en EE. UU. enfrenta obstáculos importantes: falta de normas de seguridad nacionales, compatibilidad con el Código Eléctrico Nacional y ausencia de una certificación UL. Si bien la experiencia de Alemania demuestra el potencial de esta tecnología, superar estas barreras regulatorias requerirá esfuerzo y colaboración sostenidos para desbloquear un futuro energético más limpio y accesible para los hogares estadounidenses.

Las crecientes demandas energéticas de las grandes tecnológicas, impulsadas por la computación en la nube y la inteligencia artificial, están revitalizando inesperadamente sitios de antiguas centrales eléctricas de carbón. Antiguamente consideradas una propuesta deficitaria debido a la competencia del gas natural más barato y a las regulaciones ambientales más estrictas, estos sitios ahora poseen un activo valioso: conexiones de alto voltaje existentes a la red eléctrica que pueden ser aprovechadas para nuevas instalaciones de generación de energía.

Las crecientes necesidades energéticas de las grandes empresas tecnológicas están remodelando el panorama del mercado energético estadounidense, haciendo que los sitios de las centrales eléctricas de carbón retiradas sean cada vez más valiosos. Estos sitios, que alguna vez representaron una industria en declive, ahora son codiciados por sus líneas eléctricas de alta tensión existentes, que ofrecen un atajo para conectar nuevas fuentes de energía a la red y satisfacer la creciente demanda impulsada por la computación en la nube y las aplicaciones de inteligencia artificial.

El cambio en la demanda es significativo, ya que el ritmo de los retiros de plantas de carbón ha coincidido con un aumento en la demanda de electricidad, un fenómeno que no se veía en décadas. Según un informe de diciembre del Departamento de Energía, la estrategia para satisfacer esta demanda implica la reutilización de las plantas de carbón. Esto se ve aún más incentivado por los incentivos federales, como créditos fiscales y garantías de préstamos, que apoyan la remodelación de estos sitios para nuevas fuentes de energía.

Una de las principales ventajas de estos sitios es la conexión disponible a la red eléctrica. John Jacobs, analista de políticas energéticas del Bipartisan Policy Center, destaca el valor de reutilizar estos sitios industriales abandonados, enfatizando la dificultad para obtener permisos para nuevas líneas eléctricas de alta tensión. Esta infraestructura existente proporciona una ventaja significativa, lo que permite que las nuevas centrales eléctricas, ya sean de gas, nucleares, eólicas, solares o de almacenamiento de baterías, entren en funcionamiento más rápidamente.

El potencial de reutilización de estos sitios está atrayendo a una amplia gama de actores. Las empresas tecnológicas, los capitalistas de riesgo y los gobiernos estatales compiten por estas ubicaciones. Stephen DeFrank, presidente de la Comisión de Servicios Públicos de Pensilvania, subraya el aumento del valor de las centrales eléctricas de carbón retiradas debido a la creciente demanda de energía. Señala que el operador de la red eléctrica del Atlántico medio ahora está priorizando estos sitios como un medio para acelerar la conexión de nuevas fuentes de energía.

La transición en estos sitios es variada, siendo el gas natural una opción popular, especialmente en regiones como Pensilvania, que se encuentra sobre el yacimiento de esquisto de Marcellus. En los estados del sur, las empresas de servicios públicos están reemplazando las unidades de carbón con gas, como lo demuestran los proyectos de la Autoridad del Valle de Tennessee, Duke Energy y Georgia Power. Además, las líneas de alta tensión en las centrales de carbón retiradas en la costa atlántica se han utilizado para conectar turbinas eólicas marinas a las redes eléctricas.

Más allá del gas natural, también hay ejemplos de otras fuentes de energía que se están desplegando en estos sitios. En Alabama, el sitio de la clausurada planta de Gorgas está destinado a convertirse en el hogar de la primera planta de almacenamiento de energía de baterías a escala de servicios públicos de Alabama Power. Vistra, con sede en Texas, está instalando paneles solares y plantas de almacenamiento de energía en sus centrales de carbón retiradas y operativas en Illinois, beneficiándose de los subsidios estatales.

La energía nuclear también está ganando terreno como una opción viable. En Arizona, los legisladores están facilitando el desarrollo de reactores nucleares avanzados en los sitios de las centrales de carbón retiradas. La Universidad Purdue, a instancias del gobernador de Indiana, estudió cómo el estado podría atraer una nueva industria de energía nuclear, estimando que la reutilización del sitio de una planta de carbón para una nueva planta de energía nuclear podría reducir los costos del proyecto entre un 7% y un 26%. El Bipartisan Policy Center, en un estudio de 2023, estimó que las plantas nucleares podrían reducir los costos entre un 15% y un 35% al construir en el sitio de una planta de carbón retirada.

La decisión de construir junto a una planta de carbón también puede reducir los costos en un 10% al utilizar los activos de transmisión, carreteras y edificios, al tiempo que se evitan algunos obstáculos de permisos. Este fue un factor importante para Terrapower cuando eligió comenzar la construcción en Wyoming de una planta de energía nuclear de próxima generación junto a la planta de energía Naughton de carbón de PacifiCorp.

La transición a nuevas fuentes de energía en estos sitios también ofrece el potencial de creación de empleo. Kathryn Huff, exsecretaria adjunta de energía nuclear de EE. UU., destaca la disponibilidad de trabajadores calificados de las plantas de carbón que pueden ser capacitados para trabajar en una planta nuclear. Esto incluye electricistas, soldadores y técnicos de mantenimiento de turbinas de vapor.

La transformación de estos sitios también tiene un impacto significativo en las comunidades locales. En Homer City, Pensilvania, el cierre de la planta de carbón en 2023 fue un duro golpe. Sin embargo, el anuncio de un plan de 10.000 millones de dólares para un campus de centro de datos alimentado por gas natural ha traído un renovado optimismo, con el potencial de creación de empleo, aumento de la población y revitalización económica. Se espera que el proyecto sea el tercer generador de energía más grande de la nación.

La creciente demanda energética de las grandes tecnológicas, especialmente para la computación en la nube y la IA, está revitalizando inesperadamente sitios de antiguas centrales térmicas de carbón. Sus conexiones existentes a la red de alta tensión ofrecen un atajo crucial para construir nuevas plantas de energía (gas, nuclear, eólica, solar o almacenamiento en baterías), evitando largos procesos de permisos. Aunque el futuro del carbón es limitado, estos sitios representan una valiosa oportunidad para la revitalización económica y una transición más rápida a nuevas fuentes de energía, potencialmente generando empleos y renovando la esperanza en comunidades en dificultades. La exploración adicional de la inversión en infraestructura energética y las iniciativas de reciclaje profesional podría desbloquear un potencial aún mayor en estos sitios reutilizados.