lunes, junio 15, 2009

1ª Parte: Hacia un sistema eléctrico 100% renovable (3ª Falsedad: La inconstancia de la renovable hace imposible un mix eléctrico 100% renovable)

Este es un tema introductorio del próximo post que será una prospectiva de un cambio de modelo, haciendo que el sistema eléctrico asuma más del 50% de la energía del transporte, por migraciones de vehículos fósiles a vehículos eléctricos, disminuyendo paulatinamente todas las fuentes de generación eléctrica hasta llegar al año 2050 a un sistema 100% renovable.
Hay que recordar que las tres ventajas principales de las energías renovables son que la energía es de procedencia 100% nacional, y por tanto contribuye a la independencia energética de España, que no generan emisiones contaminantes ni ningún tipo de contaminación significativa y que el recurso renovable es inagotable. En contra tienen la inconstancia del recurso renovable.
En el caso de la nuclear, e introduzco esta energía porque un modelo energético global debe decidir sobre todas las fuentes de generación posibles, la ventaja es la ausencia de emisiones contaminantes, una ventaja cogida 'con pinzas' porque se generan contaminantes intratables durante miles de años (una algunos de ellos cientos de miles de años) y la gestionabilidad de la fuente generadora. Como desventajas tenemos los residuos y la agotabilidad (al margen de la propaganda destinada a confundir) del combustible nuclear.
Por tanto de ser posible técnicamente un sistema 100% renovable este tiene muchísimas más ventajas que la energía nuclear. Descartamos el resto de combustibles para un nuevo modelo energético, a pesar que serán necesarios durante la transición energética, ya que es imperativa la reducción de emisiones. Por tanto la 'batalla' está entre estas dos fuentes energéticas ( y es realmente lo que se está trasladando a la opinión pública).
El estudio que presentaré en los próximos días incluye el análisis de emisiones anuales e implica el cierre de las centrales nucleares españolas al fin de su vida operativa. Esto es Garoña en 2010 y el resto de centrales entre el 2020 y el 2027.

Según la directiva 29/2009/CE aprobada por el Parlamente Europeo recientemente:
"Preámbulo (9) El Consejo Europeo de marzo de 2007 reafirmó el compromiso de la Comunidad con el desarrollo de la energía procedente de fuentes renovables, a escala de la Unión, más allá de 2010. Aprobó el objetivo obligatorio de alcanzar una cuota del 20 % de energía procedente de fuentes renovables en el consumo total de energía de la UE en 2020."
"Articulo 1. La presente Directiva establece un marco común para el fomento de la energía procedente de fuentes renovables. Fija objetivos nacionales obligatorios en relación con la cuota de energía procedente de fuentes renovables en el consumo final bruto de energía y con la cuota de energía procedente de fuentes renovables en el transporte."
"Anexo 1. Punto de partida (2005) y objetivo de cuota de energía procedente de energías renovables en el consumo final de energía bruta en 2020:
[...] España: 8,7% 20%
[...] Francia: 10,3% 23%"

Es decir España deberá obtener el 20% de su energía total (no la electricidad) de manera obligatoria mediante energías renovables. Esto significa que la electricidad de origen renovable deberá ser el 41% del total. Otras fuentes no eléctricas de energías renovables para llegar al 20% son biocombustibles fabricados con determinadas características sostenibles y los sistemas agua caliente mediante energía solar térmica. El escenario que se presentará en los próximos capítulos es tan conservador que, a pesar de permitir llegar al año 2050 con un sistema eléctrico 100% renovable, y además capaz de abastecer energéticamente a más del 50% del sector del transporte, no llega a generar en el año 2020 el 41% de electricidad procedente de fuentes renovables obligado por la el Parlamento Europeo.
Así tenemos que el objetivo principal del nuevo modelo energético es: "Eliminación de las emisiones de gases contaminantes en la generación eléctrica", así como posteriormente traspasar el máximo de consumos posibles no eléctricos en los próximos años (muy principalmente transporte) al sistema eléctrico. Otro objetivo importantísimo a reseñar y no mencionado habitualmente es el agotamiento de todas las fuentes de energía primaria en los próximos decenios, petróleo, gas, carbón y uranio. Ninguna de estas fuentes por si sola será capaz de tomar el relevo al resto.
Técnicamente, a pesar de la inconstancia de las renovables, un sistema eléctrico con un elevado grado de energía procedente de renovable, alrededor del 80% es posible hoy en día con la tecnología actual. Obviamente ciertas acciones son necesarias desde el punto de vista de incrementar la capilaridad de la red de transporte, así como la gestión de esta.

Por tanto hay dos fases claramente diferenciadas en la introducción de las energías renovables. La fase que permite tener una producción procedente de energía entre el 60 y el 80% en el sistema eléctrico y la segunda fase que permitirá llegar al 100%. En los próximos días analizaremos como sería el avance de las energías renovables hasta llegar al 100% en el 2050, con que fuentes se obtendría y cual es el papel del resto de energías convencionales durante este periodo transitorio. El propósito de este mensaje es simplemente analizar técnicamente como es ello posible.

1ª Fase: Energía obtenida mediante renovables, entre el 60 y el 80% del sistema eléctrico.

El primer concepto que en ocasiones se maneja de manera errónea es el no considerar la gran hidráulica como una fuente que garantiza la potencia. La hidráulica es una fuente que si garantiza la potencia y gestionabilidad. Es una fuente que no nos permitiría en ciertas ocasiones al 100% durante meses, pero que cuenta con unas reservas y unos cálculos que se actualizan diariamente sobre el potencial hidráulico con las reservas dadas en cada momento. En el año 2007, año de gran sequía, REE informa que el mínimo producible se dio el 31 de diciembre con unas reservas totales de 5.633GWh, es decir, que con el parque hidroeléctrico generando a toda potencia y quedándose los ríos absolutamente secos, las centrales hidroeléctricas españolas podrían haber generado a toda potencia durante más de 14 días consecutivos.
Obviamente la sequía significa menor aportación de agua (no que todos los ríos se queden secos) y los recursos hidráulicos tienen una función estratégica que está claramente definida por Red Eléctrica en un documento explicativo. Por tanto a todos los efectos consideramos la potencia hidráulica como plenamente gestionable y que garantiza la potencia.

Estos son los datos de las energías ordinarias durante el año 2008, según el Avance del Informe Anual 2008 de Red Eléctrica:
Donde Parque (MW), es la potencia instalada actualmente de cada tecnología. Imaginando que el equipo generador está un 5% del tiempo en parada técnica para mantenimiento, o paradas no programadas, Et (MWh) representa la Energía teórica producible por cada tecnología si estuviera funcionando el 95% del tiempo durante el año. Ereal, significa la Energía realmente producida por tecnologías, Coef. funcionamiento, es el porcentaje de tiempo disponible que el equipo generador ha estado produciendo y Coef. parada el tiempo que el equipo estaba disponible para generar, pero no ha generado porque no era necesario.
Así tenemos que tanto las centrales de carbón, como las centrales de ciclo combinado han estado la mitad del tiempo paradas. Las de fuel, han estado paradas nada más y nada menos que 93% del tiempo. Es decir, por lo que respecta a la térmica convencional, las fuentes generadoras de emisiones contaminantes, tenemos que realmente es habitual que estas fuentes estén paradas un alto número de horas, al igual que pasa con la hidráulica.
Esto se da porque España tiene una capacidad de generación espectacular y una diferencia entre horas valle y punta muy grande. La introducción de un eventual coche eléctrico que mayoritariamente cargaría sus baterías de noche, mejoraría notablemente esto. Aumentaría de manera importante el consumo energético, sin, no obstante aumentar en la misma proporción los picos de potencia requerida y aumentando el porcentaje de producción de las plantas convencionales.

Es cierto que parte de las energías renovables actuales son inconstantes (que no impredictibles), pero lo que es evidente es que un 10% anual de aumento en la cuota de generación de las renovables, significa una disminución de un 10% de producción mediante energías convencionales y por tanto la disminución consecuente en emisiones contaminantes. La garantía de potencia está ahí gracias a centrales contaminantes que aumentarán su porcentaje de tiempo paradas. Con el avance de la tecnología renovable, la disminución de costes y la desaparición gradual de las primas, puede darse que en una fecha entre el 2020 y el 2030 a las energías que deba pagarse primas sean a las convencionales en concepto de garantía de potencia. A pesar de que las centrales sigan ahí, a medida que aumente la producción renovable, disminuirán sus horas de operación y la contaminación producida por ellas.

2ª Fase: Sistema eléctrico renovable 100%
Se entraría en la segunda fase, en la que el objetivo del 100% resultaría más cercano, entre el año 2030 y 2040 (60-80% de producción renovable) llegando al 100% en el 2050. Esta segunda fase se dará en el momento en que por primera ocasión suceda un instante en que la energía renovable sea capaz de generar más del 100% del consumo dado. Durante todo el periodo de tiempo hasta completar la transición al nuevo modelo energético se habrían estando implantando masivamente centrales de bombeo reversible que permitirían en horas de sobreproducción renovable, o cuando el coste €/MWh lo hiciera rentable, acumular energía en forma de energía hidráulica. Sistemas así existen ya en el mundo destacando que actualmente la isla de El Hierro tiene un sistema de generación eléctrica 100% renovable. Además la energía solar termoeléctrica permite ya ser totalmente gestionable, predictible y garantizando la potencia, bien a través de la hibridación con biomasa, o eventualmente con pequeñas cantidades de gas, bien mediante acumulación de energía en tanques de sales. Además se contará constantemente con un número predictible de vehículos, todos ellos con baterías, conectados a la red, con lo cual se pueden establecer sistemas inteligentes que permitan la gestión y utilización por parte de la red eléctrica de estas baterías a cambio de algún tipo de contraprestación para el usuario (por ejemplo quien deje el coche aparcado una serie de horas y conectado, tendría derecho a electricidad a un precio muy reducido en las horas de sobreproducción renovable).

El rápido avance tecnológico de las renovables, nos permite diseñar un futuro así. De nuevo, un futuro 100% renovable es posible, y ahondaremos en ello en los próximos días. Con más cifras y gráficos.

P.D., disculpad la errata al mencionar Coeficientes, cuando realmente estaba hablando de porcentajes. Posteriormente subsanaré este error.

21 comentarios:

  1. Sigo (y recomiendo) tu blog, este me ha parecido de los posts más interesantes.

    Me gustaría leer más acerca de sistemas de acumulación de energía procedente de las renovables (como entre otros, el que mencionas de bombear agua hacia la presa cuando haya exceso de producción eléctrica)

    Un saludo y felicidades por el blog

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  2. Ánimo con el blog y tu "particular lucha" pro-renovables comentando activamente en Menéame. Menos mal que alguien se ocupa de poner datos fiables sobre la mesa...

    Un saludo

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  3. Mmmm, si bueno, muy bonito, pero el principal problema es que cuando se habla de consumo eléctrico no se tiene en consideración que este varía a lo largo del día, cuando salen estos cálculos tan bonitos que si 100%, que si 90% no se dice en que momento, sobre que base, por la madrugada el consumo es pequeño, por la franja de las 18-23h que tienes a la gente que ha vuelto a casa el consumo se dispara, es sobre este aspecto que hay que mostrar datos, se necesita tener la electricidad que toca cuando toca.

    Por la noche en que tienes el consumo de estas familias que vuelven al hogar ya no tienes solar por ejemplo, las centrales nuclear funcionan las 24h, no tienes lo mismo con renovables, se puede ir disminuyendo el uso de las no renovables, pero no todo es mundos de iupi, cuando se muestran datos y más en temas eléctricos es fácil errar por hablar de términos absolutos y olbidar que la necesidad eléctrica va al minuto y no la puedes computar con valores medios y quedarte tan ancho :-p.

    No con ello pretende desacreditar tu información, solo hacer reflexionar a la gente que hay que pensar y no aceptar lo primero que uno lee, evaluar los problemas por uno mismo, juzgar y elaborar una opinión propia.

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  4. Admiro el hecho de que alguien se moleste en proponer un sistema tan completo para traspasar la producción de energía a las renovables, pero habría que tener en cuenta que, para la producción de placas fotovoltaica, se utiliza más energía de la que producen en su vida media. Aunque no se fabriquen en España, no creo que se deba contar como renovable hasta que verdaderamente lo sea.

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  5. Es totalmente falso que la tasa de retorno energético de la fotovoltaica sea menor que 1. Según un estudio de la Agencia Internacional de la Energía, la energía invertida en su fabricación se recupera en 2 o 4 años.

    http://meneame.net/story/cuanto-tarda-placa-solar-compensar-contamina

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  6. Enhorabuena por el blog. Sigo con interés los artículos que subes, opino que aportan bastante esperanza para los que creemos que un mundo mejor es posible y todo ello no en base a especulaciones o predicciones sino con datos y hechos, para pesar de los "escépticos". ¡Ánimo!

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  7. Justo ayer domingo debatía con mi padre eso de las centrales de bombeo en horas de exceso de producción de la hidraulica. Comentábamos los casos de los pantanos Sau-Susqueda, y Siurana-Riudecanyes. Y al parecer hay gente nada alternativa ni de los mundos de yupi que ya están en ello, según acabo de encotrar aquí: Justamente ENDESA, y una inversión para bombeo en Sau-Susqueda.
    http://www.soitu.es/soitu/2008/12/28/info/1230484553_973109.html

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  8. n3wrotyk dijo... "olbidar"

    Dios mis ojos, esto me ha provocado como 3 dioptrías.

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  9. Impresionante el artículo, el futuro es eso. Que quienes tienen que hacerlo realidad lo hagan es lo que necesitamos.

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  10. Muy bueno el post. Me pregunto si los datos o cifras del proyecto 100% renovables las has sacado de algún sitio o imaginas tú que así es posible.

    Por otro lado yo imagino un verano, con un Anticiclón de las Azores de esos que detiene mar y aire durante dos semanas... en pleno verano no se puede vivir ese tiempo de la gran hidráulica. Además de que la hidráulica no admite tanta capacidad de reversión (hacen falta pantanos encadenados y no hay tantos). :P

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  11. Ahí una limitación técnica de la que la gente no suele hablar pero que se da en áreas geográficas "grandes" por grande quiero decir cualquier cosa mas grande que la comunidad de Cantabria (por lo que le problema no se da en la isla de Hierro).

    Y es que para que la red eléctrica española (y en realidad cualquiera del mundo) pueda transportar su energía, las fuentes principales de generadores deben de estar sincronizadas, sino es así la suma de los generadores tiende a compensarse una con otra y el computo global es que no se produce energía.

    Por un efecto que no viene a cuento, un generador potente o una serie de generadores potentes sincronizados (centrales nucleares/ciclo combinado y demás) son capaces de sincronizar generadores mas pequeños sin que se produzcan gastos energéticos importantes siempre que la potencia de estos no exceda un cierto umbral (aproximadamente un 40% del total de la producción).

    A partir de ahí el sincronismo no se da y es necesario sincronizar las fuentes, esta tarea que se hace de forma cotidiana en el arranque de las centrales es posible hacerla con un número reducido de generadores (y no es sencilla) pero es imposible hacerla con un número elevado de generadores que además no sabes cuando van a poder trabajar ni que potencia van a entregar en cada momento.

    Dicho de otra forma: con la tecnología actual la generación de energía de forma distribuida por un alto numero de generadores pequeños es solo posible dividiendo el sistema en células pequeñas y aisladas del resto, lo que aumenta el riesgo de temporalidad de la energía e impide su almacenamiento en centrales hidráulicas a no se que haya alguna “cerca”

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  12. Ostras que leche le he metido al diccionario con ese "ahi", mis disculpas, se me ha pasado.

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  13. Como dice el anonimo de las 9:48, el procentaje de electricidad renovable(o mejor dicho distribuida) que acepta la red tiene limitaciones tecnicas.

    Pero no creo que esto representa una limitacion real. Amedida que aumenta la generacion renovable, la red se va adaptando aumentando el porcentaje aceptado.

    Hace 5 años se afirmaba que la red electrica solo podia aceptar un 10% eolico. Ahora esta aceptando un promedio del 14%, con picos de hasta el 40%. Y REE tiene como objetivo aceptar un promedio del 40%.

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  14. Nuclear si, por supuesto....

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  15. Será la energía del futuro, pero en el presente hay que vivir de algo. De momento por lo que sé las renovables se mantienen en parte por las subvenciones, las cosas como son, si fuera rentables prosperarían por si mismas y no habría que hacerles campañas, lo que no quiere decir que esté en contra de se promuevan.

    También recomendaría que leyeran otros articulos en contra, por contrastar informaciones. Además la energía nuclear es bastante segura, no entiendo porque ultimamente es tan políticamente incorrecta.

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  16. Anónimo, las renovables reciben primas a su producción, nunca subvenciones.
    Te recomiendo la lectura de posts anteriores. Ten en cuenta que el presente es que las renovables el año pasado generaron el 25% de la electricidad en España.

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  17. Un gran regulador podrían ser las desaladoras, funcionar en horas bajas, ya que tienen un grandísimo consumo.

    Aunque es tan sólo es una ocurrencia del menda. ;)

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  18. Muy buen blog.
    te sigo periódicamente y estoy deacuerdo con tigo.
    las nuclears no son una opción porqué no son renobables. Y si tienen inconstancia hay diferentes modos de lograr una produccion regular.
    Estos serían po acumulación de energía potencial (agua en las colinas o mini presas). Pero con un mayor numero de enería renobable se lograría avastecer a todo el mundo, tenemos sol de sobras pero con el viento, el mar, geotérmica y la quema de purines esto se mejoraría mucho.
    salu2

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  19. Estaba buscando información bien explicada que fuese más allá de lo manido del debate nuclear-renovables (residuos-insuficiencia)y enhorabuena, esto es lo que necesitamos.
    Estoy a la espera también de tu artículo sobre la viabilidad de existir con 100% renovables.
    Eso sí, las hidráulicas ¡no!
    Saludos.

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  20. Yo tengo la conviccion de que un sistema 100% renovable es posible tecnologicamente a dia de hoy, de hecho la isla del hierro ya lo hace, y no creo que tenga un consumo constante, ya que cuando la gente vuelva a casa del trabajo tendra un pico de consumo, que estoy seguro que en proporcion sera menor al pico de consumo que se produzca en toda españa, luego tegnologicamente ya es posible, lo que no queda tan claro es, el coste economico que tiene, para mi punto de vista eso es lo que realmente hay que analizar

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  21. Hola a todos, me alegra ver que hay gente dentro del debate de la energía por voluntad propia. Como entendido en la materia, y al haber participado en varios debates de este tipo, me sorprende que casi en ningún caso nadie aporta la solucion del "ahorro energetico". Me sorprende que este tipo de debate paralelo al político-económico, esta solución no salga a la luz. Sé que no es el tema principal, pero de todas formas creo que es una discusión que va de la mano. En España hace poco hubo el debate del cierre de una central nuclear que aportaba al total del sistema eléctrico un 1%. Me quieren decir que en el total de la población y industria no se puede ahorrar un 1%. Espero que si.

    Un saludo y enhorabuena por la reflexión de todos.

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