Informe de análisis del tamaño, la cuota de mercado y las tendencias del mercado de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo, por tipo (circuito abierto, circuito cerrado) y por región (América del Norte, Europa, Asia-Pacífico, Oriente Medio y África, Latinoamérica): previsiones para el período 2025-2033.

Factor de crecimiento del mercado de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo

Protección de la estabilidad de la red eléctrica e integración de energías renovables

A nivel mundial, la capacidad instalada y la generación de energía renovable han aumentado gradualmente en los últimos diez años. Es fundamental almacenar y liberar esta energía para poder utilizarla cuando se produzca un pico de demanda, dado que las fuentes de energía renovable variable (ERV), como la solar y la eólica, generan energía de forma esporádica y a ritmos variables. Además, se requiere una capacidad de carga base para mantener la estabilidad de la red durante los períodos de baja generación de ERV y evitar problemas de calidad de la energía. Esto es esencial para la integración exitosa de las fuentes renovables intermitentes. En consecuencia, los sistemas de almacenamiento de energía (SAE) se están convirtiendo rápidamente en un elemento esencial para los proyectos de energía renovable. Durante el período proyectado, se prevé que uno de los principales impulsores del crecimiento del mercado mundial de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo sea la rápida expansión del sector en el ámbito de las energías renovables.

Históricamente, los sistemas de almacenamiento por bombeo han sido la tecnología de almacenamiento de energía más utilizada en todo el mundo. Según la Asociación Internacional de Energía Hidroeléctrica (IRENA), en septiembre de 2021, más del 90 % de las instalaciones de almacenamiento de energía a escala de red en todo el mundo operaban con sistemas de almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo. IRENA estima que, en 2020, existía una capacidad instalada de energía renovable de 2799,09 GW en todo el mundo, de los cuales 733,27 GW (26,2 %) provenían de la energía eólica y 713,97 GW (25,5 %) de la energía solar.

Restricción del mercado

Creciente competencia de sectores opuestos

Se prevé que la expansión de las tecnologías alternativas de almacenamiento de energía tenga un impacto negativo sustancial en el mercado mundial de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo durante el período de pronóstico, ya que el PHS es una tecnología avanzada que se ha comercializado ampliamente y tiene poco margen para reducciones de precio.Batería de iones de litioLa tecnología es el principal competidor de PHS. En la última década, las baterías de iones de litio se han vuelto mucho más asequibles. En 2020, el precio típico de una batería de iones de litio por kilovatio-hora era de 137 USD. En 2020, el precio de las baterías de iones de litio fue un 12,17 % inferior al de 2019.

Los fabricantes de baterías en la región Asia-Pacífico, especialmente en China, pueden producir baterías con un descuento significativo respecto al precio promedio mundial debido a los menores costos laborales. Grandes fabricantes como Tesla, Sony e incluso gobiernos nacionales están invirtiendo considerablemente a nivel mundial en el estudio y desarrollo de baterías de iones de litio. Estos avances buscan aumentar la eficiencia de las celdas de las baterías y mejorar su vida útil.

Oportunidades de mercado

Tecnologías con los costes de ciclo de vida más bajos

Entre todas las demás tecnologías de almacenamiento de energía (EST) comercialmente viables a partir de 2020, los proyectos de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo (PHS) presentan el menor costo del ciclo de vida por unidad de energía generada. El almacenamiento hidroeléctrico por bombeo fue la primera EST a gran escala que se creó. Por lo tanto, la tecnología ha avanzado significativamente. El precio de la tecnología ha disminuido drásticamente durante el último siglo y se ha comercializado por completo. La excepcional vida útil de los proyectos PHS, de casi 80 años en promedio, es un factor importante en sus bajos costos del ciclo de vida. Como resultado, al considerar la vida útil total de los PSH y su capacidad de almacenamiento en la clase de GWh, su competidor más cercano en precio, los sistemas de baterías de iones de litio, el costo total de los PSH es mucho menor.

Además, la vida útil de los proyectos puede incrementarse significativamente mediante la modernización y actualización de los activos existentes. La central hidroeléctrica de bombeo de Engeweiher, en Suiza, el sistema de almacenamiento por bombeo operativo más antiguo del mundo, se construyó en 1907. Fue renovada a principios de la década de 1990 y seguirá en funcionamiento al menos hasta 2052. A pesar de los elevados costes de capital, estos proyectos tienen una larga vida útil y un coste de capital relativamente bajo por unidad de energía, ya que el sistema de almacenamiento por bombeo es una tecnología consolidada con enormes volúmenes, largos periodos de descarga y la máxima calificación entre las tecnologías de almacenamiento de energía.

Información sobre tipos

Las centrales hidroeléctricas de bombeo en sistemas de circuito abierto almacenan agua en un embalse superior sin afluentes naturales. En cambio, las centrales de bombeo inverso funcionan mediante una combinación de almacenamiento por bombeo y centrales hidroeléctricas convencionales, con un aporte natural de río en lugar de un embalse superior. Las centrales hidroeléctricas convencionales no utilizan almacenamiento por bombeo; al retrasar la producción hasta que se necesite, estas centrales hidroeléctricas con gran capacidad de almacenamiento podrían funcionar de forma similar al almacenamiento por bombeo en la red eléctrica. El almacenamiento hidroeléctrico por bombeo en circuito abierto es el preferido en muchas regiones debido a su proximidad a recursos hídricos naturales como ríos y arroyos. Es probable que el proyecto se implemente dentro del plazo previsto debido al elevado coste de desarrollar sistemas alternativos y a la abundancia de cursos de agua.

En Estados Unidos, casi todos los proyectos actuales de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo utilizan sistemas de circuito abierto y una fuente de agua de flujo libre para el embalse inferior o superior (datos de 2020). Por ejemplo, el proyecto de almacenamiento por bombeo Helms de 1,2 GW de Pacific Gas and Electric (PG&E) conecta los embalses de Wishon y Courtright, creados mediante la construcción de presas en el arroyo Helms. Sin embargo, a finales de 2019, había 67 nuevos proyectos de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo en fase de desarrollo en Estados Unidos, de los cuales 32 eran de circuito abierto y 35 de circuito cerrado.

Las centrales hidroeléctricas de bombeo se construyen en sistemas de circuito cerrado, donde uno o ambos embalses son artificiales y ninguno recibe aportes de agua natural. La única forma de almacenar una cantidad significativa de energía es colocar una gran masa de agua junto a otra lo más elevada posible. Esto ocurre de forma natural en diversos lugares. Otras cuentan con uno o dos embalses artificiales. Debido a la densidad energética relativamente baja de los sistemas de bombeo, deben existir variaciones de altura significativas o caudales sustanciales entre los embalses.

El almacenamiento hidroeléctrico por bombeo con circuito cerrado ofrece alta flexibilidad, fiabilidad y producción de energía. En comparación con los sistemas de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo de circuito abierto, los sistemas de circuito cerrado tienen un menor impacto ambiental, ya que no están conectados a los sistemas fluviales existentes. Además, pueden ubicarse lejos de un río existente, puesto que pueden instalarse donde se requiera conexión a la red eléctrica. Debido a la mayor confianza en la obtención de una o varias licencias de operación y al hecho de que los sistemas de circuito cerrado no interfieren con ningún sistema fluvial o curso de agua existente, se espera que experimenten una expansión significativa en los próximos años.

Análisis regional

La región de Asia-Pacífico es la que más contribuye a los ingresos. Las energías renovables, la energía hidroeléctrica y las instalaciones de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo se desarrollaron en la región de Asia-Pacífico como resultado de la transición en curso de la región hacia fuentes de energía distintas a los combustibles fósiles, particularmente en China, Japón, la región de la ASEAN, Corea del Sur e India. China también declaró su intención de alcanzar un pico de consumo de carbón para 2025 y lograr la neutralidad de carbono para 2060. Debido al aumento de la inversión en la industria de las energías renovables, en 2020 se instalaron aproximadamente 13,76 GW de nueva capacidad hidroeléctrica, incluyendo 1,2 GW de almacenamiento por bombeo de las últimas cuatro unidades del proyecto Jixi. Esta capacidad fue creada por State Grid Xinyuan Company, una filial de State Grid Corporation of China.

Tendencias del mercado europeo

Europa es una de las regiones más activas en la lucha contra el cambio climático, y la energía hidroeléctrica ha sido sistemáticamente su principal fuente de energía renovable. A medida que avanza hacia una matriz energética más limpia, las contribuciones de la energía solar y eólica también se multiplican. 2020 marcó un punto de inflexión significativo en el camino de la Unión Europea hacia la descarbonización, ya que, por primera vez, todas las fuentes de energía renovables en conjunto produjeron más electricidad que los combustibles fósiles. A pesar de la menor demanda de electricidad derivada de la pandemia de COVID-19, la generación hidroeléctrica mundial fue un 4 % mayor en 2020 que en 2019, debido en parte a una producción más sólida en las regiones nórdica e ibérica. Para garantizar una fuente de energía más fiable y adaptable, se observaron mejoras en la energía hidroeléctrica de bombeo en la zona.

Tendencias del mercado norteamericano

La capacidad de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo en Norteamérica, a fecha de 2020, era de 23,03 GW, la mayor parte de la cual se ubicaba en Estados Unidos. Esto se debe en parte a la considerable capacidad hidroeléctrica del país, que, a fecha de 2020, era de aproximadamente 102 GW. Si bien Canadá cuenta con una importante capacidad hidroeléctrica de 82 GW, aún no ha aprovechado todo su potencial de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo, ya que solo dispone de 117 MW de dicha tecnología. Dada su riqueza en recursos naturales, Norteamérica está idealmente preparada para la producción de energía renovable. Además, la energía hidroeléctrica ha sustentado durante mucho tiempo una parte considerable del mercado eléctrico mundial. Para la transición hacia una economía baja en carbono, los países de la región han desarrollado políticas para aumentar la participación de las energías renovables.

LAMEA es una de las principales fuentes de electricidad renovable del mundo. En vista de la extensa infraestructura hidroeléctrica de la región, un estudio reciente del Banco Interamericano de Desarrollo (BID) revela que el almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo (PHS) tiene un gran potencial para América Latina y el Caribe (ALC). Sudáfrica aportará la mayor parte de la capacidad de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo en Oriente Medio y África en 2020. En ese año, Sudáfrica contaba con una capacidad instalada total de aproximadamente 2912 MW, lo que representa más del 59 % de la capacidad total de la región. Irán ocupó el segundo lugar con una capacidad instalada de 1040 MW, lo que equivale al 21 %.