Necesidades de almacenamiento eléctrico de larga duración para hacer frente a eventos de Dunkelflaute en Europa

Por qué importan las semanas tranquilas y nubladas para nuestra electricidad

Europa corre hacia un sistema eléctrico limpio basado en aerogeneradores y paneles solares. Pero, ¿qué sucede durante un largo periodo de tiempo gris y sin viento, cuando estas fuentes casi no generan? Este estudio analiza esos episodios raros pero peligrosos—conocidos en alemán como “Dunkelflaute”, literalmente «abstinencia oscura»—y pregunta cuánto almacenamiento eléctrico de larga duración necesitará Europa para mantener la luz encendida sin recurrir a combustibles fósiles.

Períodos prolongados de viento y sol débiles

Los autores analizan 35 años de datos meteorológicos históricos en toda Europa para identificar periodos prolongados en los que la producción eólica y solar es inusualmente baja durante muchos días o incluso meses. Estas «sequías» renovables suelen ocurrir en invierno, cuando la demanda eléctrica también es alta por calefacción e iluminación. Aunque turbinas y paneles nunca caen a cero en todas partes, la producción combinada puede situarse muy por debajo de lo normal durante mucho tiempo, obligando al sistema a tirar en gran medida de opciones de respaldo. El estudio muestra que el peor evento invernal en sus datos—una Dunkelflaute a nivel continental en 1996/97—determina en gran medida el tamaño que debe tener el almacenamiento de larga duración en un sistema totalmente renovable.

Cuánto almacenamiento necesita realmente Europa

Para traducir los extremos climáticos en necesidades concretas del sistema, los investigadores ejecutan un modelo informático detallado del sector eléctrico europeo. Permiten que el modelo elija la mezcla más barata de eólica, solar, hidráulica, bioenergía, nuclear (en algunos escenarios) y distintos tipos de almacenamiento, cubriendo la demanda hora a hora sin combustibles fósiles. Las baterías de corto plazo manejan los altibajos diarios, pero el almacenamiento de larga duración—modelado principalmente como hidrógeno almacenado subterráneamente y luego reconvertido en electricidad—cubre los largos periodos secos de viento y sol débiles. Cuando suponen enlaces de red futuros realistas entre países, el sistema de menor coste capaz de sobrevivir a la peor Dunkelflaute requiere alrededor de 351 teravatios-hora de energía de almacenamiento de larga duración, aproximadamente el siete por ciento del consumo eléctrico anual de Europa.

Compartir energía ayuda, pero hasta cierto punto

Europa puede mitigar el impacto del mal tiempo comerciando electricidad a través de fronteras. Cuando una región está nublada y calma, otra puede seguir teniendo viento o sol. El modelo prueba cuatro niveles de conexión transfronteriza, desde cada país actuando como una «isla energética» hasta una hipotética Europa perfectamente interconectada tipo «copperplate». Conexiones más fuertes siempre reducen la necesidad total de almacenamiento, porque la electricidad y el hidrógeno pueden fluir de regiones con excedente a las afectadas. Sin embargo, incluso con intercambio ilimitado, el requisito mínimo de almacenamiento sigue siendo de unos 159 teravatios-hora, alrededor del tres por ciento de la demanda anual. En planes de red reales basados en políticas, los autores encuentran que el balance geográfico ayuda sólo parcialmente en los peores eventos, porque muchos países son golpeados por la misma Dunkelflaute invernal al mismo tiempo.

Otros apoyos: embalses, centrales nucleares y respaldo fósil

El estudio también explora cómo otras tecnologías cambian la situación. Los embalses existentes y las centrales hidroeléctricas bombeadas ya actúan como potentes almacenamiento de larga duración en algunas regiones, especialmente en Escandinavia y España, y pueden sustituir parte del almacenamiento en hidrógeno allí. Añadir centrales nucleares reduce más las necesidades de almacenamiento, sobre todo en escenarios con alta capacidad nuclear, porque los reactores pueden proporcionar salida estable durante las sequías invernales y disminuir la cantidad de capacidad eólica y solar que debe ser respaldada. Sin embargo, incluso con expansiones nucleares generosas sigue existiendo una necesidad sustancial de almacenamiento de larga duración. Los autores prueban también plantas de respaldo alimentadas con petróleo combinadas con captura directa de carbono del aire para anular emisiones; esta combinación sólo reemplaza la mayor parte del almacenamiento si la eliminación de carbono se realiza a costes irrealísticamente bajos, y aun así siguen siendo necesarios decenas de teravatios-hora de almacenamiento.

Planificar para eventos raros pero cruciales

Una preocupación es que los planificadores a menudo diseñan sistemas futuros usando sólo unos pocos años meteorológicos representativos, lo que puede pasar por alto la Dunkelflaute más severa. Aquí, el peor invierno del conjunto de datos exige alrededor de un 40 por ciento más de almacenamiento que el siguiente peor año. Dado que tales eventos extremos son raros, los inversores privados pueden mostrarse reticentes a construir suficiente almacenamiento de larga duración que estará inactivo la mayor parte del tiempo. Los autores sostienen que probablemente serán necesarias políticas públicas y reglas de mercado para asegurar que estas reservas de seguridad estén disponibles. También subrayan que construir almacenamiento subterráneo de hidrógeno y el equipo asociado llevará muchos años, por lo que es esencial actuar pronto si Europa quiere alcanzar sus objetivos climáticos y mantener la fiabilidad eléctrica.

Qué significa esto para el futuro energético de Europa

En términos simples, el estudio concluye que un sistema eléctrico europeo limpio y fiable no puede depender solo de eólica, solar y baterías de corto plazo. Para superar periodos largos, oscuros y calmados, Europa necesitará una gran cantidad de almacenamiento de larga duración—del orden de varios cientos de teravatios-hora—además de fuertes conexiones internacionales y apoyo de la hidráulica y, posiblemente, de cierta energía nuclear. Aunque técnicamente factible, esto requerirá una inversión importante y una planificación cuidada. Prepararse ahora para estos eventos de Dunkelflaute, sostienen los autores, es clave para que la transición a las renovables sea segura para el clima y fiable en la vida cotidiana.

Cita: Kittel, M., Roth, A. & Schill, WP. Long-duration electricity storage needs for coping with Dunkelflaute events in Europe. Nat Commun 17, 4210 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-72681-5

Palabras clave: almacenamiento energético de larga duración, sequías renovables, sistema eléctrico europeo, almacenamiento de hidrógeno, seguridad energética