Esta historia fue publicada originalmente por Medios Canarios.

Hawai cerró su última planta de carbón el 1 de septiembre de 2022, eliminando 180 megavatios de energía de carga base alimentada por combustibles fósiles de la red en O’ahu, un paso crucial en el compromiso del estado, el primero en el país, de dejar de quemar combustibles fósiles para generar electricidad para 2045.

Pero la medida planteó una pregunta que se vuelve cada vez más urgente a medida que aumenta la energía limpia en los Estados Unidos: ¿Cómo se mantiene una red confiable mientras se cambia de plantas fósiles familiares a una cartera de energías renovables pequeñas y grandes que funcionan con los caprichos del clima?

Ahora Hawaii tiene una respuesta: es una batería gigantesca, a diferencia de las baterías gigantes que se han construido antes.

De hecho, el sistema de almacenamiento de energía Kapolei comenzó sus operaciones comerciales antes de Navidad en el lado industrial oeste de O’ahu, según Plus Power, la empresa con sede en Houston que desarrolló y es propietaria del proyecto. (La compañía simplemente tuvo el buen sentido de esperar para anunciarlo hasta que los periodistas y lectores hubieran regresado completamente de las vacaciones de invierno).

Ahora, los 158 Tesla Megapacks de Kapolei se están cargando y descargando según las señales de la empresa de servicios públicos Hawaiian Electric. Los 185 megavatios de capacidad de descarga instantánea de la planta coinciden con lo que la antigua planta de carbón podía inyectar a la red, aunque las baterías reaccionan mucho más rápidamente, con un tiempo de respuesta de 250 milisegundos. En lugar de generar energía, la absorben de la red, idealmente cuando hay suficiente generación renovable, y entregan esa energía limpia y barata en las horas de la tarde, cuando se necesita desesperadamente.

«Se siente increíble ser parte de lo que Hawai’i y Hawaiian Electric están haciendo para llegar al 100 por ciento de energía renovable y desempeñar este papel habilitador para ayudarlos a acercarse un paso más», dijo el presidente ejecutivo de Plus Power, Brandon Keefe, a Canary Media.

El proceso constructivo tuvo sus contratiempos, al igual que el Esfuerzo más amplio para reemplazar la planta de carbón. con una lista de proyectos de energía limpia a gran escala. La batería Kapolei fue inicialmente previsto entrar en funcionamiento antes de que la planta de carbón se retirara. COVID interrumpió las entregas para la industria de baterías de red en todos los ámbitos, y la ubicación remota de Kapolei en medio del Océano Pacífico no facilitó las cosas. Para el verano de 2021, Plus Power esperaba completar Kapolei para finales de 2022, pero acabó tardando un año más. Incluso entonces, se unió a la red antes que varios de los otros grandes proyectos solares y de baterías programados para reemplazar la producción de la planta de carbón con energía limpia.

Las baterías reemplazan funciones clave de las plantas de carbón

Las baterías de red funcionan de una manera fundamentalmente diferente a las plantas de carbón, por lo que Hawaiian Electric y Plus Power crearon un nuevo marco para reemplazar lo que era necesario reemplazar. El antiguo generador de carbón proporcionaba tres valores clave a O’ahu, explicó Keefe: energía (el volumen mayoritario de electricidad), capacidad (la entrega instantánea de energía cuando se lo ordena) y servicios de red (funciones estabilizadoras de la red, inestables pero vitales para mantener el luces encendidas).

La batería reemplaza directamente a los dos últimos: coincide con la producción máxima de energía de la planta de carbón (o «capacidad nominal», en el lenguaje de la industria) y está programada para brindar los servicios de red necesarios que mantengan la red funcionando en los parámetros correctos. La red funciona dentro de una determinada frecuencia, pero los eventos pueden hacer que la frecuencia se salga de los límites, por ejemplo, si otra planta de energía se desconecta o si una repentina oleada de producción solar supera el consumo. El proyecto Kapolei proporciona una primera línea de defensa, llamada «inercia sintética», que responde y corrige las desviaciones de la red en tiempo real. Si la situación continúa deteriorándose más allá de un umbral específico, la rápida respuesta de frecuencia de la batería entra en acción como una segunda línea de defensa.

Con 565 megavatios-hora de almacenamiento, la batería no puede reemplazar directamente la producción de energía de la planta de carbón, pero trabaja con el bullicioso sector solar de la isla para cumplir esa función. «Estamos permitiendo que la red agregue más energía renovable limpia al sistema para reemplazar la energía de la planta de carbón», dijo Keefe.

El modelo de Hawaiian Electric sugiere que puede reducir la reducción de energías renovables en aproximadamente un 69 por ciento durante los primeros cinco años gracias a Kapolei Energy Storage, permitiendo que el excedente de electricidad limpia que de otro modo se desperdiciaría llegue a la red.

La empresa de servicios públicos también solicitó «capacidad de arranque en negro». Si un desastre, como un ciclón o un terremoto, deja fuera de servicio la red por completo, Hawaiian Electric necesita una fuente de energía para reiniciarla. Las baterías Kapolei están programadas para mantener cierta energía de reserva para ese fin. Plus Power ubicó el proyecto cerca de una subestación conectada a otras tres plantas de energía para que la batería «pueda ser AAA para poner en marcha esas otras plantas», dijo Keefe.

La combinación de todas estas capacidades en un solo sitio (capacidad, servicios de red, arranque en negro) lleva a Keefe a llamar a Kapolei «la instalación de almacenamiento de energía en baterías más avanzada del planeta».

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La nueva batería es solo el último envío desde el lugar que Hawaii ocupa desde hace mucho tiempo a la vanguardia de la transición energética. Este es el estado que primero logró la adopción masiva de energía solar en los tejados y creó el primera planta de baterías solares a escala comercial en Kauai. (No es coincidencia que el CCO de Plus Power, Bob Rudd, haya participado en ese proyecto durante su mandato en Tesla).

Pero cuando el crecimiento de las energías renovables y el retiro de plantas fósiles superan un cierto umbral, como sucedió en Hawai, simplemente agregar más energía eólica, solar o baterías no es suficiente. Las tecnologías limpias, que funcionan con inversores controlados digitalmente, tienen que empezar a mantener la red, no sólo a alimentarla.

Muchas otras baterías brindan servicios de frecuencia a otras redes, y algunas de ellas son más grandes que Kapolei. Pero esta es la única batería a gran escala que hemos visto capaz de combinar la capacidad máxima básica, la respuesta de frecuencia, la inercia sintética y las tareas de reinicio de la red. Esto se debe a que Kapolei desempeña un papel más central en su red que las plantas de baterías en otros lugares.

Después de años de construcción, la flota de baterías de red de California superó los 5.000 megavatios instalados el año pasado, pero eso sólo equivale al 7,6 por ciento de la gigantesca capacidad nominal de la red del estado. Kapolei por sí solo constituye alrededor del 17 por ciento de la capacidad máxima de O’ahu. Hawaiian Electric necesitaba que asumiera más responsabilidad que las baterías que jamás habían tenido que asumir en otros lugares.

Llevar inercia, que estabiliza la frecuencia de la red, por ejemplo. Las plantas antiguas lo proporcionan pasivamente, a través de la masa giratoria de sus turbinas; En décadas pasadas, no era necesario definir y compensar la inercia por separado porque formaba parte del paquete de funcionamiento de una central eléctrica.

Ahora, en todo el país, la red está adoptando un modelo que maximiza las energías renovables baratas cuando están disponibles y quema combustible cuando no lo están. Pero las plantas térmicas necesitan estar girando para proporcionar inercia; a veces, en el continente, las energías renovables se reducen para mantener en funcionamiento las antiguas plantas de carbón y poder brindar estos servicios de red, dijo Keefe. Esto puede ser un mal negocio para los clientes de electricidad, por no hablar del clima.

Las baterías avanzadas proporcionan una versión sintética de esta inercia mediante una programación inteligente de sus inversores. Esto ofrece una alternativa más económica y al mismo tiempo evita emisiones de carbono innecesarias. También son más rápidos y precisos: Keefe comparó la batería Kapolei con un veloz auto deportivo eléctrico en comparación con el pesado autobús diésel de las antiguas plantas térmicas. Eso hace que las baterías sean una buena opción técnica para redes que se están volviendo cada vez más volátiles debido a las fluctuaciones de la producción renovable.

Los objetivos climáticos de Estados Unidos a largo plazo requieren una eliminación gradual de los combustibles fósiles de la red eléctrica. Las plantas hidroeléctricas y nucleares ayudan a generar una valiosa inercia en la red sin emisiones de carbono, pero no están en camino de crecer.

Es por eso que este proyecto es importante para el cambio de energía limpia en todas partes: es uno de los primeros ejemplos de la vida real de cómo trasladar funciones críticas de la red de plantas que funcionan con combustibles fósiles a plantas de energía limpia. Y eventualmente, el tipo de servicios de red en los que Kapolei ha sido pionero tendrá que escalar a nivel nacional.