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Potencia firme: El talón de Aquiles de las renovables

Potencia Firme: Potencia de generación asegurada el día de máxima demanda anual.

Las energías renovables tienen un problema grave para ser la parte mayoritaria de la generación eléctrica: No aseguran la producción de electricidad en las horas de mayor consumo. Esta condición se podría reconducir con políticas adecuadas, pero en la actualidad no hay voluntad para reconducir la situación.

El siguiente gráfico muestra cuando se consume la electricidad a lo largo del día. El consumo de electricidad sigue el ritmo de la sociedad. Comenzamos a levantarnos a las 6h y así lo hace el consumo. Las fábricas empiezan a producir y las oficinas abren. El consumo sigue subiendo hasta las 10h, cuando abren todos los comercios. A partir de ese momento decae ligeramente. A partir de las 19h el consumo vuelve a subir hasta alcanzar el máximo del día a las 21h. La subida de la tarde coincide con la puesta de sol y el mayor consumo de iluminación.

Evolución del consumo diario de energía eléctrica en un día laborable en España. El máximo consumo se produce a las 21h.

Evolución del consumo diario de energía eléctrica en un día laborable en España. El máximo consumo se produce a las 21h.

En ocasiones el gráfico puede ser diferente: En los días más intensos del verano el consumo de aire acondicionado puede trasladar el pico de consumo a mediodía, pero no es lo habitual.

 

El problema del consumo de electricidad es que se produce a unas horas en las que la producción de las energías renovables no es significativa. Las plantas fotovoltaicas producen electricidad cuando hay luz solar. La generación eólica no sigue un patrón tan fijo, pero en general la producción aumenta por la tarde hasta caer el sol, en ese momento la producción eólica disminuye desde su máximo. Esta es la razón por la que las energías renovables no son muy del agrado de los grandes productores de electricidad (también puede influir el hecho de que tengan pocas plantas renovables y no “caten” subvenciones, pero vamos, es sólo una elucubración). Son poco previsibles (eólicas) y no aseguran el suministro en los momentos más críticos.

Numéricamente esta circunstancia se puede ver en el siguiente gráfico:

Porcentaje de potencia entregada respecto a la instalada en el pico de demanda

Porcentaje de potencia entregada respecto a la instalada en el pico de demanda

 

Por todo lo anterior se hace necesario instalar potencia de respaldo. Es decir, hay que instalar centrales térmicas de “reserva”, para que cuando la generación renovable decaiga siga habiendo potencia en el sistema. El coste extra de esta potencia de respaldo no se suele tener en cuenta al contabilizar los costes de las renovables.

 

Ante el problema anterior se puede actuar de dos maneras:

-Actuar sobre la demanda: Estimulando consumos fuera de las horas punta. Sorprende que no exista una campaña en este sentido por parte de las grandes distribuidoras para los consumidores domésticos. Se espera que la implantación masiva de los contadores electrónicos facilite la existencia de varias tarifas. Y no hay duda, conectar el televisor entre las 20h y las 22h será más caro que el resto del día.

-Actuar sobre la generación: Para que haya más versatilidad en las plantas productoras. Esto se podría promover con la existencia de más plantas de acumulación como la recientemente ampliada de La Muela de Cortes, o con el fomento de un mayor autoconsumo doméstico con acumuladores, para evitar que estos pequeños productores sean generadores a mediodía y consumidores en la punta de consumo.

 

Es decir, el encaje de las renovables en el sistema eléctrico español es difícil conforme la proporción de su producción aumenta. Se podría mejorar con políticas adecuadas sobre el consumo y la generación. A día de hoy las políticas actuales no hacen viable un aumento de la generación renovable ni en costes ni en operatividad.

¿Cómo funciona el pool eléctrico?

Una vez leí que si te explican el funcionamiento del sistema eléctrico y lo entiendes es que te lo han explicado mal. Hoy me enfrentaré a ese mantra, e intentaré explicar el funcionamiento del sistema de fijación de precios del mercado eléctrico, el famoso “pool”, del que tanto se habla. Lo haré de forma muy simplificada.

El sistema intenta casar una demanda de electricidad con la oferta disponible en ese momento. Por ello una de sus esencias es la renovación constante del mismo, el “pool” se establece para cada hora, de cada día.

PASO 1: ¿Cuánta energía hace falta?

Así para las 16.00 horas de mañana OMIE, la compañía que opera el mercado de producción de energía eléctrica en la península ibérica, realiza una previsión de demanda. La previsión se basa fundamentalmente en el consumo del año anterior por estas fechas y en la previsión meteorológica. También pueden influir fenómenos anormales como huelgas, festivos o grandes acontecimientos deportivos.

En ese momento cada generador fija un precio para cada central productora de electricidad. Veámoslo con un ejemplo. Imaginemos que mañana de 16 a 17 España necesita 1000 MWh, según la previsión de Red Eléctrica.

PASO 2: ¿Qué precio ofertas y cuanta cantidad?

Los generadores de electricidad ofertan cantidad que pueden producir y a un precio, de forma simplificada tenemos:

Los ciclos combinados funcionan con gas natural.

Por supuesto la hidraúlica es una energía renovable, pero hay que separarla de las tecnologías sujetas a régimen especial y que reciben subvenciones (como la eólica, la solar, termosolar, cogeneración…)

Paso 3: Ordenamos las ofertas por precio:

Paso 4: ¿A quién le voy a comprar?

Hemos dicho en el paso 1 que son necesarios para esa hora 1000 MWh de electricidad. En el gráfico siguiente las bandas de azul oscuro van sumando las potencias. De esta forma con las tecnologías renovable, nuclear, hidraúlica y carbón se consiguen los 1000 MWh.

Por tanto no se comprará la energía ofertada por los ciclos combinados. A esa hora estarán apagados.

Paso 5: ¿A qué precio compraré la energía?

Desde luego esto es lo más curioso. La última tecnología en entrar al sistema ha sido el carbón. Su precio ofertado era de 60 €/MWh. Este será el precio “spot”, es decir el precio al cual se retribuirán a todos los generadores.

Algunas notas:

La energía nuclear muchas veces oferta un precio de 0€/MWh, lo hace para asegurarse de que entrará al sistema ya que las centrales no se pueden parar por unas horas. Los generadores nucleares están esperando que otros operadores aumenten el precio de generación. El sistema del “pool” pretende ser muy transparente, pero de esta forma los operadores de centrales nucleares ocultan el coste de su generación, lo que da lugar a muchas interpretaciones.

Los grandes perjudicados del sistema pool son los generadores de gas natural. Hay algunas centrales de gas natural que funcionan un número de horas inferior al que se propusieron sus inversores. Estas centrales ya tienen el suministro de gas comprado y si no lo pueden gastar lo revenden a otros operadores en el extranjero.

El sistema del “pool” ha sido muy criticado porque permite que las centrales nucleares e hidráulicas obtengan muchos beneficios, ya que sus centrales están amortizadas.

Los productores se defienden, el sistema “pool” funciona como un mercado liberalizado: si hay dos productores de patatas y uno las produce a 5 céntimos el kg y otro a 10 céntimos, el primero ganará mucho más, ya que le precio de compra es igual para ambos.

Sin embargo, los productores de energía nuclear e hidráulica “olvidan” que el sector de producción eléctrica no es totalmente libre, el gobierno (en muchas ocasiones para nuestra desgracia) dictamina con qué tecnologías se configura el sistema, no sólo por razones de coste, sino por seguridad en el suministro. En este contexto es razonable que se intente conseguir cierta equidad en los beneficios con la imposición de los nuevos impuestos por parte del ministro de industria. Desgraciadamente, no hay forma de saber si han acertado en la distribución de la fiscalidad. Los números no son el fuerte del ministerio de industria, los antecedentes de asignación de primas a las renovables no son halagüeños.

Alemania: Los problemas de cambiar reactores por molinillos

Desde 1980 ha habido planes para aumentar la generación de energía renovable en Alemania. El plan fue puesto en marcha en 2000, y desde entonces el incremento en la producción de energía renovable ha sido constante. Sin embargo, el accidente de Fukushima lo aceleró todo, ahora el reto es sustituir la producción nuclear por energía renovable. No hay precedentes de algo parecido en un país grande. Los rápidos acontecimientos en el mercado energético alemán están siendo observados con detenimiento por todo el mundo, especialmente por los países vecinos de Alemania, ya que reciben súbitas importaciones de energía, por excesos de sol o viento en el país teutón. La apuesta es arriesgada y ya está generando los primeros problemas, como veremos, nada que no sepamos en España.

El reto es gigantesco ya que no sólo hay que modificar la industria de generación eléctrica, muchas líneas eléctricas deben construirse o actualizarse. El plan ya se ha cobrado las primeras víctimas, el ministro de medio-ambiente ha sido destituido por Merkel (como vemos no sólo es implacable con España), que se ha puesto al frente de la empresa.

Porcentaje de producción de energía renovable. Los altibajos en España son debidos a la diferente pluviometría de los años. Nótese el aumento desbocado en España en los tres últimos años comparado con el pausado pero constante empuje alemán.

En 1990 Alemania no sobrepasaba el 5% de producción renovable. La orografía del país no propiciaba la construcción de presas hidráulicas, por lo que no tenía un gran aprovechamiento hidráulico. Desde entonces, el incremento de producción renovable en Alemania ha sido formidable. En la actualidad representa el 20% de la producción eléctrica total. El objetivo es conseguir el 35% para 2020. Este crecimiento ha sido posible gracias a numerosas subvenciones.

En estos momentos hay cuatro grandes empresas energéticas, otro de los objetivos del plan energético es aumentar el número de ofertantes de electricidad y “democratizar” la producción.

La fiebre renovable ha llegado también a numerosos municipios, que quieren ser 100% renovables. No sólo hay particulares instalando placas solares, se han creado muchas cooperativas energéticas. De hecho, en Niebüll (pequeña ciudad al norte del país) sólo permite parques eólicos en los que los veninos puedan comprar participaciones. Así, sólo el 6.5% de la producción eléctrica renovable está en manos de las cuatro grandes empresas del país. Esta política ha propiciado que más de la mitad de la producción renovable esté en manos de particulares o cooperativas. El resultado es que se está ayudando a desarrollar muchas regiones(o al menos a frenar la caída de regiones desfavorecidas o en retroceso). Las ayudas a las renovables ayudan a los agricultores y ganaderos a permanecer en la región al tener otra fuente de ingresos adicional a la tradicional. En estas regiones han medrado nuevas empresas de servicios (como asesorías para moverse en el mundo de las subvenciones o empresas de mantenimiento).

La energía solar recibe la mitad de las subvenciones, mientras que sólo produce el 20% de la energía renovable. Un reparto similar al español, ya que la eólica es una energía muy madura que está próxima a ser rentable sin subvenciones.

El coste de las renovables es superior a otras fuentes de energía convencionales. Mientras la producción sea pequeña este coste extra no es problemático. Pero cuando la producción de energía renovable supera el 20% del total, la factura engorda y la pregunta es obvia: ¿quién paga los molinos y las placas? De momento la factura la pagan los consumidores alemanes, las empresas que consumen mucha electricidad están protegidas de pagar los subsidios.

Esta decisión es una forma de evitar una subida de costes a un tejido empresarial con vocación exportadora. Hay fuerte presión política para evitar subidas de precios a los grandes consumidores.

El aumento de producción renovable está produciendo una disminución de la calidad del servicio. Los cortes de electricidad han crecido un 30% en tres años, según VIK (una asociación de consumidores de energía alemana). A medida que la producción renovable aumenta el sistema se hace más difícil de gestionar.

Se habla de pagar a las centrales de gas no por producir sino para que estén disponibles para los días con poco sol o viento. Esto supondría un coste adicional.

La distribución es otro problema, ya que se habla de que hay que transportar energía del ventoso norte al energéticamente glotón sur. El plan actual supone invertir 20 000 millones de € en actualizar la red.

En lugar de aumentar la red enormemente, una solución sería aprobar parques de producción sólo en los puntos en los que la red pueda soportar la inyección de energía sin problemas. Esta solución limitaría los costes medioambientales y económicos por aumentar las redes. Por el contrario, aumentaría los costes de generación al elegir ubicaciones menos idóneas y frenaría el desarrollo de la generación al contar sólo con unos puntos limitados en los que inyectar.

La expansión de la red de distribución no sólo necesita dinero, sino que tiene que evitar grandes trabas burocráticas. Hay gran oposición a la instalación de nuevas torres de alta tensión. Incluso hay oposición para la renovación de las líneas actuales. Hay muchas voces en contra de la transmisión de electricidad a grandes distancias.

Las energías renovables reciben subvenciones para disminuir las emisiones de efecto invernadero. En Alemania el aumento de la producción de origen renovable tendrá un efecto contrario: las emisiones de efecto invernadero aumentarán al disminuir la producción de origen nuclear a corto plazo. Es una lección que no debemos olvidar: Sustituir la energía nuclear por renovable puede aumentar ligeramente las emisiones de efecto invernadero. Para reducir las emisiones de CO2, lo más eficaz es sustituir producción energética de fuentes fósiles por renovables.

En Alemania (como en España) las energías renovables pasan de ser una pequeña parte de la producción a ser un pilar sustancial del sistema eléctrico. Aparecen nuevos desafíos: La red es más difícil de gestionar, el coste es superior y se requerirán nuevas redes de distribución. Son inconvenientes que habrá que solventar. Posiblemente Alemania pagará más caros los problemas de ser el pionero, pero posteriormente podrá exportar sus conocimientos. Una posición que podría haber jugado España y de la que ha dado un paso atrás.

Artículo realizado en gran parte a partir del artículo de “The Economist” (German plans to cut carbon emissions with renewable energy are ambitious, but they are also risky).

La energía eólica ayuda a minimizar la extensión de los incendios

¿La energía eólica ayuda a sostener el bosque?

Tras los recientes incendios de Andilla en Valencia en el mes de Julio numerosas reflexiones me han venido a la cabeza. Una de ellas es si el parque eólico que está instalado en esa montaña ayudó a minimizar los daños del incendio.

El camino de servicio de los aerogeneradores y el cortafuegos contienen el incendio.

 

Zona anterior ampliada, en la que se pueden ver con mayor detalle los aerogeneradores y las filas de árboles (que eran repoblados).

Las fotografías muestran que el camino de servicio del parque eólico actuó como cortafuegos e impidió la ampliación del incendio.

Hay muchos cortafuegos en los montes, pero pocos están bien mantenidos, aunque los árboles no medren en ellos los arbustos de una solo temporada son perfectos para que el fuego se alimente.

Una conclusión me parece clara, si los cortafuegos no se van a mantener es mejor no realizarlos, la herida en el paisaje que producen sólo es admisible si son efectivos. Para que cumplan su cometido es necesario que estén libres de maleza.

El camino de servicio de este parque eólico cumplió su cometido porque estaba bien mantenido. No estuve presente en la extinción del incendio, pero otros factores podrían haber ayudado. Esta zona era la cola del incendio y el viento ayudaba a que el incendio no se propagase.

Uno de los inconvenientes de la energía eólica es su impacto paisajístico, en este caso se demuestra todo lo contrario. La energía eólica contribuye (en este caso de forma decisiva) a conservar un paisaje extraordinario.

 

Por ello, fomentemos un aprovechamiento rentable y sostenible del medio rural. Los beneficiados de este aprovechamiento son los primeros interesados en que el monte se conserve en buenas condiciones. Los agricultores conservan los caminos, los ganaderos reducen la carga incendiaria y en este caso, los responsables de un parque eólico contribuyen a mantener habilitado un camino que sirve de eficaz cortafuegos. El aprovechamiento de la biomasa forestal también contribuye a la sostenibilidad del medio rural, fomentémosla entre todos.

 

(Las fotografías han sido obtenidas del blog Peña Ramiro, que ofrece información muy valiosa sobre el incendio)

La montaña rusa de las renovables

El pasado mes de enero saltaba la noticia. El Ministerio de Industria comunicaba que se paralizaban las subvenciones a las energías renovables.

 

Se podría entender una paralización de la energía termosolar. Muchos eran los analistas que indicaban lo caro de la tecnología y lo poco desarrollada que estaba/está. En este contexto era comprensible que se ralentizasen los nuevos proyectos (respetando los ya comenzados) para evaluar el desarrollo de esta tecnología tan prometedora. Se trataría así de evitar la formación de otra burbuja, como la acontecida con la fotovoltaica en 2008.

Se podría entender también (desde el punto de vista gubernamental) una reducción de los cupos a la fotovoltaica para reducir el volumen de primas sufragado. El anterior gobierno ya consiguió indirectamente una gran reducción de las nuevas instalaciones por la aplicación de medidas retroactivas, que desincentivaron a los promotores.

No se entiende en cambio, la paralización de un sector tan dinámico como el de la eólica. Muchos puestos de trabajo están en peligro (algunos hablan de hasta 33 000 empleos). Y lo que es peor, un tejido empresarial que tanto ha costado crear podría ser destruido. Las empresas de construcción volverán a medrar al calor de una economía pujante y créditos baratos. Pero la deslocalización de las plantas productivas del sector renovable es un proceso irreversible.

Urge, por tanto, demandar al ministerio de Industria que mediten lo que tengan que meditar y que devuelvan la tranquilidad al sector con un marco regulatorio y un sistema de primas que permita el sostenimiento de la industria nacional. Este periodo de “meditación” no se debe alargar más de un mes. La misma premura que se le ha exigido al gobierno en otros temas debe exigírsele en éste asunto.

Un Gobierno, al llegar al poder debe asumir los compromisos que adquirió el regulador precedente. Así ocurre con los tratados internacionales que firma España. Sorprende, y mucho, que seamos tan escrupulosos (como debe ser) con los foráneos, y no respetemos el marco regulatorio con la industria nacional.

El parón a las renovables es injusto porque las trata a todas por igual. Si razonable era paralizar las primas a la termosolar, si cuestionable era electrocutar el sector fotovoltaico (y ya van dos veces) no se justifica de ninguna forma la detención a la que se enfrentan los aerogeneradores y sus fabricantes. Necesitamos un sector estable, no una montaña rusa.

A por el 20-20-20 (Sale el PER 2011-2020)

Acaba de salir el PER (Plan de Energías Renovables) 2011-2020. Sus conclusiones principales son:

  • En 2020 se consumirá aproximadamente la misma energía final que en la actualidad.
  • La estructura del consumo variará, ya que se consumirá más electricidad (renovables) y gas pero menos combustibles fósiles.
  • El objetivo es conseguir 20% de energía renovable en 2020.

Evolución del origen de la energía final en el periodo 2011-2020

Creado por Antonio Narejos

Objetivo de incrementos de potencia instalada en 2011-2020 (MW)

Se sigue apostando por la eólica terrestre de manera primordial. Llama la atención el fuerte incremento de la solar termoeléctrica (por encima de la fotovoltaica). La termoeléctrica acaba de inaugurar su primera central comercial y es una tecnología muy poco desarrollada. Su principal ventaja (la posibilidad de suministrar energía aún cuando no hay sol) es la única explicación a su fuerte incremento.

Una de las medidas incluidas que me ha alegrado positivamente es la intención de incluir el balance neto (la posibilidad de que pequeños consumidores puedan vender electricidad sobrante generada por sus paneles solares) como medio para estimular la instalación de paneles fotovoltaicos.

En definitiva, este PER sigue apostando por las energías renovables, la pregunta es si habrá dinero a corto plazo para seguir con las subvenciones a las renovables y no ahogar su desarrollo.

 

Impacto acústico de los aerogeneradores

Cualquier ingenio con partes móviles genera ruido, y los aerogeneradores no son una excepción. Aparte del impacto visual el ruido generado por estos aparatos suele salir a colación como inconveniente, sin embargo, no es tan intenso como mucha gente piensa.

wind generator noise

Ruido generado por un aerogenerador en función de la distancia.

El viento al incidir sobre las palas de los aerogeneradores produce ruido. También hay otros ruidos generados por los mecanismos internos de la góndola, aunque son menos importantes. Los últimos modelos de aerogeneradores incorporan la posibilidad de programarlos para que la producción de ruido sea menor en algunas horas o días concretos. Esta opción podría ser interesante para lugares objeto de visita, como espigones de puertos o miradores turísticos.

En cualquier caso, el ruido producido no es excesivo, aunque podría producir algún inconveniente en lugares de especial protección para algunos animales.

El ruido generado por un aerogenerador depende de muchos factores, sin embargo los principales son los siguientes:

  • La intensidad del viento reinante en ese momento.
  • La distancia al aerogenerador.

Como se aprecia en el gráfico a 300 m de un aerogenerador el ruido producido es muy reducido, no suponiendo mayor problema al instalarse éstos en áreas aisladas.

Noise produced by wind generator with different wind speeds

El débil sonido que producen aunque bajo, sí es repetitivo. Se podría comparar al de las olas del mar. Lo cual me recuerda un conocido cuya ilusión era comprarse una casa en primera línea de playa para luego descubrir lo difícil que le resultaba dormir con las olas. Otros lo encuentran tranquilizador…

Decididamente, instalarse una casa justo bajo un aerogenerador puede ser tentador por las maravillosas vistas del paraje, pero no es aconsejable por el ruido existente.

EVOLUCIÓN PRESENTE Y FUTURA

La tendencia actual es la de fabricar aerogeneradores cada vez mayores. Estos modelos tienen mayores potencias y permiten su instalación en áreas de menor viento al girar a menor velocidad. Por lo que se puede deducir que cada vez los aerogeneradores son más silenciosos, ya que se instalan en lugares con vientos más tranquilos, y giran a menor velocidad. La mayor altura de los modernos generadores también disminuye la presión sonora generada.

CONCLUSIÓN

Los aerogeneradores generan un ruido muy reducido a distancias superiores a los 300 m. Si se instalan a distancias superiores a cualquier área residencial no se generarán trastornos. Efectivamente con viento intenso los aerogeneradores producen más ruido, pero es difícil distinguirlo del mismo ruido de fondo generado por el viento mismo.

Por lo anterior la instalación de los aerogeneradores no se debería ver comprometida por los ruidos generados.

Fuente: Rustarazo González.