Tecnologías de Almacenamiento de Energía a Gran Escala
TECNOLOGIAS DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA A GRAN ESCALA
Introducción
El proceso de almacenar energía a gran escala tiene un propósito único: capturarla y mantenerla para ser usada en el futuro, especialmente para mantener la estabilidad de las redes eléctricas alimentadas con electricidad generada por sistemas renovables como los solares y eólicos.
- Mantener en equilibrio la oferta y la demanda de electricidad, garantizando su disponibilidad cuando sea requerida.
- Integrar las fuentes de energía intermitentes, como la solar y la eólica, en las redes eléctricas de gran capacidad, al almacenar el exceso de energía durante períodos de alta generación y liberarla estratégicamente cuando la producción es limitada.
- Reducir la necesidad de mantener en funcionamiento plantas a gas o hidráulicas como respaldo de las redes eléctricas ante eventos súbitos en la generación y/o distribución de electricidad.
Tecnologías Principales
Existen diversas tecnologías para el almacenamiento de electricidad en gran escala o LSES, por sus siglas en inglés ([Large Scale Energy Storage) y pueden ser clasificadas por su principio de operación en: mecánicas, electroquímicas, térmicas, químicas y eléctricas.
Las de tipo mecánico son: la energía hidráulica acumulada en represas (PHS) o depósitos elevados, las de aire comprimido o aire licuado, las llamadas de gravedad en las que se almacena energía potencial elevando algún material que luego se deja caer y se aprovecha el efecto de la gravedad y las de energía almacenada en volantes de inercia (flywheels).
Las de tipo electroquímico son las baterías clásicas de las cuales las mas conocidas son las baterías de plomo usadas en vehículos a motor y las baterías de litio usadas en los vehículos eléctricos. Existen tecnologías mas avanzadas con otros compuestos químicos como las baterías de sodio y azufre, sodio y cadmio, litio y azufre,etc. En este grupo se incluyen también las llamadas baterías de flujo (flow batteries) en las que dos sustancias químicas están contenidas en dos envases separados y solo generan electricidad cuando los dos materiales se ponen en contacto, las hay del tipo Vanadio Redox , Hierro - Zinc y Bromo-Zinc.
Las tecnologías de tipo térmico son aquellas en las que se almacena energía bajo la forma de calor y se calienta o enfría un medio de almacenamiento que puede ser una sal, agua o materiales que cambien de fase. Las mas desarrolladas y conocidas son las de sales fundidas. En estas baterías,se calienta una mezcla de sales (nitrato de sodio y nitrato de potasio) usando energía solar reflejada y concentrada en las llamadas plantas de concentración de energía solar. La mezcla de sales se usa para transferir calor al agua de un generador de vapor cde agua que luego opera una turbina y genera electricidad.
Las tecnologías de tipo químico son aquellas en las que se usa electricidad para producir una sustancia química que luego se almacena o se usa directamente como combustible para transporte o para generar nuevamente electricidad. Hay tres tecnologías desarrolladas, basadas en hidrógeno, en amoníaco o en gas de síntesis (CO mas hidrógeno).De ellas, la mas avanzada es la de hidrógeno: se usa electricidad en un proceso llamado electrólisis mediante el cual se separan el hidrógeno y el oxígeno del agua. Luego se combina el hidrógeno con aire, se genera calor o electricidad y se producen dióxido de carbono y agua. Esta tecnología ya se usa en vehículos de transporte terrestre livianos y pesados. El almacenamiento de hidrógeno puede hacerse de tres maneras: directamente como gas a alta presión en cavernas subterráneas o en tanques de alta presión; como líquido en tanques criogénicos o como compuesto químico (hidruros de amoníaco o de magnesio)
El almacenamiento de energía eléctrica se refiere al almacenamiento de energía en forma de campo eléctrico o campo magnético. Los supercondensadores y las tecnologías de Almacenamiento de Energía Magnética Superconductora (SMES por sus iniciales en inglés - Superconducting Magnetic Energy Storage) almacenan energía eléctrica directamente. Los supercondensadores también se conocen como ultracondensadores o condensadores electroquímicos de doble capa. Los condensadores convencionales constan de dos electródos conductores de carbono separados por un material dieléctrico aislante. Cuando se aplica voltaje a un condensador, se acumulan cargas opuestas en las superficies de cada electrodo. El dieléctrico mantiene las cargas separadas, lo que produce un campo eléctrico que permite al condensador almacenar energía. Los supercondensadores utilizan una doble capa de carga electroquímica para almacenar energía. Al aplicar voltaje, la carga se acumula en las superficies de los electrodos. Los iones de la solución electrolítica se difunden a través del separador hacia los poros del electrodo de carga opuesta. Sin embargo, los electródos están diseñados para evitar la recombinación de los iones. De esta forma, se produce una doble capa de carga en cada electródo.
Los supercondensadores son dispositivos de alta potencia y bajo consumo energético que pueden reaccionar muy rápidamente. Debido a la ausencia de reacción química (a diferencia de las baterías), pueden soportar un número muy elevado de ciclos de carga y descarga (hasta 100.000).Son altamente eficientes (del 80 % al 95 %), pero ya que el voltaje varía linealmente con la carga contenida en el sistema, requieren equipos adicionales para garantizar una salida constante.Además, para mantener el estado superconductor, se requiere un sistema de refrigeración criogénico.
A continuación, presentamos una tabla comparativa basada en revisiones cuantitativas recientes, destacando eficiencia, costos y capacidad de almacenamiento.(ver Fuentes) para dar una idea general de sus ventajas específicas.
COMPARACIÓN TECNOLOGÍAS ALMACENAMIENTO
Progreso
Desde 2023, el sector de almacenamiento de energía ha experimentado una fuerte aceleración; en el año 2025, el mercado mundial batió récords al incorporar 106 GW de nueva capacidad (un incremento del 43%), consolidando una capacidad acumulada cercana a los 270 GW según datos de la consultora Wood Mackenzie. El valor de este mercado se estimó en más de 62 mil millones de USD en 2025 y se proyecta que superará los 100 mil millones para inicios de la próxima década de acuerdo con los análisis de MarkNtel Advisors, impulsado tecnológicamente por las baterías avanzadas (especialmente de química LFP), redes inteligentes y plantas virtuales de energía. Por su parte, la generación global de electricidad renovable marcó un récord histórico en 2024 al representar el 31,7% de toda la electricidad mundial, con una producción de 9,836 TWh liderada por un crecimiento interanual de la energía solar de casi un 30% (29,7%), según las estadísticas oficiales de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA).
Desafíos
Económicos: Altos costos de inversión inicial y alta sensibilidad a las materias primas (commodities), con costos de almacenamiento muy variables (Leverized Costs of Storage o LCOS).
Nota: Estos costos reflejan el costo promedio de las tecnologías de almacenamiento de energía a lo largo de su vida útil, permitiendo compararlas entre sí para tomar decisiones de inversión en la red eléctrica. Se calculan dividiendo los costos totales del ciclo de vida de un sistema de almacenamiento entre la cantidad total de energía que puede entregar durante su operación. La comparación permite tomar decisiones sobre las inversiones mas rentables.
Ambientales: Impacto de disponibilidad de materiales (e.g., litio, vanadio).
Integración en Red Eléctrica: Mercados actuales no incentivan el almacenamiento de larga duración, se necesitan reformas para la coordinación entre generadores y operadores. Implica costos adicionales para el consumidor.
Políticos: Ejemplo el rechazo del presidente de los Estados Unidos a todos los proyectos de energía eólica lo que ha resultado en cancelaciones y/o retrasos en proyectos en California y Massachusetts.
Conclusión
El almacenamiento de energía en gran escala es esencial para una transición energética sostenible, con avances post-2023 impulsando eficiencia y costos bajos, pero con desafíos económicos y técnicos que requieren innovación y políticas integradas entre productores,distribuidores y los gobiernos regionales y locales..
Fuentes
Large Scale Electricity Storage. The Royal Society (UK).September 2023. ISBN 978-1-78252-666-7
Critical review of energy storage systems. V. Mahadevan et al. Science Direct. Results in Engineering.Vol, 26, June 2025,105589
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