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viernes, 25 de julio de 2025

Ricochet


 

Queridos lectores:

Como seguramente sabrán si viven a este lado del Atlántico, el Gobierno de España fracasó recientemente en su intento de convalidar el decreto-ley de medidas urgentes para reforzar el sistema eléctrico. El decreto fue inicialmente aprobado por el Gobierno el 24 de junio, pero necesitaba ser convalidado por el Congreso en el plazo de un mes, y en la votación del pasado 22 de julio fue rechazado (y por tanto queda sin efecto). 

Se le ha dado mucha importancia a este decreto debido al sobresalto que causó el apagón general en España del pasado 28 de abril. Desde el Gobierno y desde las grandes compañías eléctricas se ha insistido en que este decreto era indispensable para evitar futuros apagones. En los últimos días, viendo que no habría una mayoría suficiente para la convalidación del decreto, las grandes eléctricas se prodigaron en declaraciones de todo tipo, inclusive diciendo que, de no aprobarse, se pondrían en riesgo inversiones por valor de 200.000 millones de euros.

Se ha hablado muchísimo sobre las motivaciones de carácter político de los partidos que han votado en contra, y se han agitado con gran aspaviento espantajos caros a los industrialistas, como asegurar que quienes se han opuesto son "negacionistas", "retardistas" o que "atentan contra la causa climática", dando por bueno el muy cuestionable argumento de que este modelo de la Renovable Eléctrica Industrial (REI) permite avanzar en la descarbonización, cosa muy discutible por muy buenas razones. Pero es que encima, esas posiciones maximalistas de los industrialistas generan mayoritariamente el efecto contrario al que persiguen, reforzando la visceralidad de los que rechazan el REI. 

En todo caso, yo quisiera dejar de lado esas consideraciones políticas y los dimes y diretes, y centrarme en las cuestiones más de carácter técnico. En particular, qué es lo que dice el decreto derogado y si realmente es tan grave su derogación. Y también, analizándolo, si se puede entender las causas de los partidos que han votado en contra (y a favor).

La primera observación que se puede hacer es que más que un decreto de medidas urgentes para evitar un apagón, lo que tenemos aquí es una ley ómnibus que regula muchos aspectos relacionados con el mercado eléctrico. Peor aún, las medidas que se proponen son muy dispares y algunas de ellas son bastante cuestionables. Se pueden clasificar las medidas en tres grandes bloques: medidas técnicas que efectivamente sí pueden ayudar a prevenir apagones, medidas dirigidas (aunque no se reconozca) a rescatar el sector renovable, y medidas dirigidas al fomento de la electrificación de la sociedad. Esta clasificación no es exhaustiva y así queda aún un buen puñado de medidas misceláneas que no se corresponden a estos tres tipos (incluyendo algunas muy importantes y positivas, como la extensión a 5 km la distancia para constituir comunidades energéticas), pero aún así los tres tipos definidos son el grueso de la norma.

Esto ya plantea una primera reflexión: si esta norma en vez de en forma de decreto-ley se hubiera planteado como una ley, habría dado lugar a la posibilidad de que se realizaran enmiendas a los apartados concretos que son más discutibles, y producir una ley acordada por la mayoría del Parlamento. Por supuesto que una ley tiene una tramitación lenta, pero parecería más lógico haber incluido en el decreto solo las normas de tenor más técnico (que, al tiempo, son las más urgentes) y que por tanto serían menos controvertidas, y dejar para la tramitación de una ley posterior todo lo demás. Con esta argucia de meterlo todo en el mismo decreto-ley y así intentar forzar un trágala al resto de partidos (una mala praxis legislativa por desgracia habitual en España, donde se abusa de los decretos-ley), al final lo que se ha conseguido es que se haya rechazado todo, tanto lo conveniente - y urgente - como lo discutible.

Dentro de las medidas de carácter más técnico, hay muchos aspectos regulación, de supervisión y de instalación de sistemas que dotarían a la red de transporte, que opera Red Eléctrica Española, de una mayor estabilidad y robustez. Sin entrar en el detalle de cada medida, lo que cabe preguntarse es quién pagaría todos esos sistemas que se tienen que instalar - a mi entender, parte de ellos son sistemas de planta, que deben acompañar a cada planta de generación y que por tanto deberían ser pagados por sus titulares.

En cuanto a las medidas de rescate, aparecen mezcladas con otras y a veces tienen una componente de carácter general y otra realmente pensada para favorecer (por no decir rescatar) al sector renovable. Conviene recordar que estamos viviendo, desde hace ya unos meses, un progresivo hundimiento y desinversión en energía renovable y sus derivados, no solo en España sino en el mundo, fruto del fracaso a estas alturas innegable del REI que tanto hemos discutido y sobre al que ahora no volveré. Lo que más se ha discutido estos días es la pérdida por caducidad de las concesiones de acceso a la red para los proyectos aún no acabados (los llamados hitos administrativos), con fechas de ejecución en varias fases y que el decreto ampliaba por tres a cinco años. Obviamente, la pérdida de estos derechos de conexión es un gran varapalo, pero no olvidemos que actualmente hay un exceso de capacidad de generación eléctrica en el estado español (130 GW de potencia instalada para un consumo medio de 26,5 GW) y que realmente ya no hay tanto negocio (y por eso los inversores llevan tiempo retrayéndose). Para mi son mucho más importantes otras medidas que claramente buscaban mejorar la rentabilidad de los proyectos renovables con argucias cuanto menos feas (como eximir en ciertos casos de las declaraciones de impacto ambiental, promover la utilidad pública que favorece expropiaciones forzosas, o dar ciertos privilegios de acceso a las instalaciones con baterías). Justamente, uno de los aspectos que probablemente va a ser el caballo de batalla de los próximos años va a ser el de las instalaciones híbridas, consistentes en renovables y bancos de baterías, que tanto servirán para generar electricidad como para almacenar y ayudar a regular la red. En realidad, dada la clara contracción del negocio de la producción renovable, muchas empresas del sector se están posicionando para dar un nuevo servicio, el de regulación de la red usando baterías. El problema de las baterías, además de sus elevados costes, es que no son generación de electricidad, no producen energía, sólo la gestionan, así que en realidad son más bien un coste. En ese sentido, el decreto abonaba el terreno para que se retribuyese de varias maneras este tipo de instalaciones, siendo el modelo de hibridación una de las fórmulas que más posibilidades ofrecía, tanto a través de ayudas y subvenciones como con un acceso ventajoso a la red.

Otra de las medidas llamativas de rescate es la rebaja temporal y solo aplicable a 2025 de las horas mínimas de funcionamiento exigidas a las plantas fotovoltaicas para poder acceder al régimen de retribuciones que tienen. Esta medida busca compensar el hecho de que desde el 28 de abril se ha forzado una mayor generación con centrales de ciclo combinado para garantizar la estabilidad de la red, y en general el aumento de curtailments por necesidades técnicas. Con una red saturada de plantas fotovoltaicas, es imposible que todas las plantas puedan acceder al régimen de retribución, no ya este sino ningún año a partir de ahora, pero obviamente la esperanza del legislador es que muy rápidamente se instalen un montón de baterías y sistemas de estabilización y se puede conseguir producir más y más energía fotovoltaica. 

Por último, están todas las medidas pensadas para favorecer la electrificación de la sociedad, que en realidad son medidas pensadas para incrementar el consumo eléctrico. Recordemos que en España, al igual que en la Unión Europea, el consumo de electricidad lleva cayendo, con altibajos, desde 2008.

 

Estas medidas son las clásicas, incluyendo - cómo no - el fomento del coche eléctrico. Por supuesto, una perspectiva completamente alejada de la realidad social de España, y es que aún no han conseguido entender por qué el consumo de electricidad continúa estancado desde hace años en el 23% del consumo de energía final, y que, de hecho, en cifras absolutas sigue cayendo. Algún día, alguien debería plantear una auditoría del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima y hacer una reflexión crítica de por qué las previsiones están tan alejadas de la realidad.

El fracaso de la convalidación de este decreto supone que el negocio renovable en España se encuentra en una situación crítica. Entre los curtailments y la desinversión, se vivían momentos muy críticos; pero sin el balón de oxígeno del decreto, necesario para sobrevivir el tiempo suficiente para hacer las reconversiones necesarias, muchos proyectos echarán el cierre y hay el riesgo de que el goteo se convierta en desbandada, y la desbandada en pánico. El sector entero podría colapsar, causando un daño gigantesco a la imagen pública de la energía renovable, y por abuso de extensión, ay, a la lucha contra el Cambio Climático. Todo por haber apostado ciegamente por un modelo erróneo, el REI, ignorando los repetidos signos de que no estaba funcionando. El Gobierno de España intentará relanzar el decreto por otras vías, pero el tiempo se agota y el calendario estival no ayuda. Dependiendo del clima internacional, si no hay un cambio rápido, a la vuelta de vacaciones se puede vivir una auténtica debacle. Y entonces, todos esos industrialistas que nos hostigaron a los que avisábamos de que este modelo era insostenible, deberían de reflexionar si realmente no se han equivocado con su actitud. Y, ya puestos, podrían pedir perdón. Aunque lo más importante en ese momento será ver cómo recomponer los platos rotos y cómo plantear rápidamente un modelo de transición que, éste sí, funcione, porque lo necesitamos urgentemente.

Salu2.

AMT  

martes, 29 de abril de 2025

Post de urgencia: Calambrazo


Queridos lectores:

Ahora que tengo electricidad e internet (y que he terminado de responder a un montón de periodistas, si no me equivoco he concedido 24 entrevistas - y estando afónico), puedo inaugurar la que probablemente será una nueva serie de posts de mi blog, dados los tiempos que corren: los posts de urgencia, suscitados por algún evento de gran calado. Posts cortos, que van al grano de lo esencial de la situación.

En el caso del post de hoy, hablaré sobre el apagón que ha afectado a España, Portugal y el sur de Francia el día 28 de abril de 2025. 

 

El incidente.

A las 12:33 se produjo el incidente. De acuerdo con la información que ha dado el propio Presidente del Gobierno español, Pedro Sánchez, en 5 segundos la potencia generada cayó en 15 GW, equivalente al 60% de lo que se estaba produciendo en ese momento. Eso produjo un apagón inmediato en toda la Península Ibérica. Afortunadamente, se mantuvo la generación de aproximadamente 10 GW, y con eso y con la ayuda de las importaciones masivas de electricidad desde Francia y Marruecos fue posible ir reestableciendo progresivamente la red, de manera que a primeras horas de la madrugada del día 29 de abril ya se había reestablecido el suministro de la mayoría del territorio nacional, aunque la señal eléctrica es todavía en este momento algo inestable. Restaurar los sistemas a un punto similar al anterior llevará varios días aún. Hay sistemas importantes con graves afectaciones, como por ejemplo la red de ferrocarriles. Las centrales nucleares permanecen a esta hora en situación de parada.

 

Las explicaciones iniciales.

Durante las primeras horas se dieron multitud de explicaciones sobre la causa de este apagón masivo e inédito. Se especuló con que fuera un ciberataque, o que se debiera a un inusual fenómeno atmosférico, o que un incidente en la línea de interconexión con Francia hubiera generado los problemas. Con el paso de las horas fue quedando claro que nada de eso había pasado. En el momento actual, aún no se ha dado una explicación oficial de la causa del problema. Y eso, como es lógico, preocupa a la ciudadanía, que se pregunta si esta situación puede volver a repetirse en algún futuro cercano.

 

Qué ha pasado.

La red eléctrica estaba mostrando signos de inestabilidad desde por lo menos las 12:00. Hacia las 12:22 la red estuvo ya cerca de caer. En el momento de la caída, a las 12:33, se produce una separación en frecuencia de aproximadamente 0.15 Hz.

En un momento determinado, determinadas subredes no pueden soportar la sobretensión y se desconectan para evitar daños. Eso aumenta el estrés sobre el resto de subredes y al final acaba cayendo una buena parte de la generación fotovoltaica, en cascada. Al mismo tiempo, la nuclear, que también es inflexible, no puede adaptarse y las centrales entran en parada de emergencia, así que ahí se perdieron 2 GW de potencia adicionales.

La situación experimentada no tiene nada de excepcional. Es un problema repetido en Europa desde hace años y que estuvo en el origen de graves incidentes, como el del 8 de enero de 2021.

El problema de fondo es la integración de grandes volúmenes de generación renovable en la red de alta tensión sin acompañarlos de los necesarios (y desde los cambios de normativa de 2022, preceptivos) sistemas de estabilización de la corriente. Es un tema bien conocido y ampliamente discutido.

Mientras la cantidad de energía renovable que se integraba en la red era minoritaria, esto no era un problema, ya que el resto de fuentes presentes en el mix se encargaban de mantener la estabilidad. El problema es que en días como ayer, en el momento del incidente, la energía renovable representaba el 80% del total de energía eléctrica producida.

Los sistemas de generación eólica y fotovoltaica no tienen flexibilidad. Los sistemas tradicionales, al ser inerciales, aportan cierta facilidad inherente para adaptarse a los cambios en la demanda. Pero eso no pasa en la nueva renovable. Tampoco en la nuclear, que no tiene capacidad de reacción, y por eso cae exactamente igual que la renovable.

 

Por qué ha pasado.

Conviene recalcar aquí que el problema no son los sistemas de generación renovable. El problema es el modelo de implantación de los mismos que han impuesto las grandes empresas, más preocupadas por sus beneficios que del bien común. Es completamente necesario avanzar en la producción de energía eléctrica renovable por múltiples motivos (ambientales, de escasez de combustibles fósiles...), pero no se puede hacer de cualquier manera. Yo uso el símil de un vendedor que te quiere vender un coche sin frenos. ¿Es el coche intrínsecamente peligroso? No, pero no se puede vender sin frenos. Por el mismo motivo, la renovable tiene que ir acompañada de sistemas de estabilización. No hacerlo es una grave irresponsabilidad. Pero, por un tema de ahorrarse costes, es lo que vienen haciendo las grandes compañías desde hace años.

A falta de sistemas de estabilización, la situación de inestabilidad se hubiera podido solventar si, en los primeros signos (hacia las 12:00, quizá antes incluso) se hubiera aumentado la generación de los sistemas despachables rápidos, es decir, hidroeléctrica y ciclos combinados de gas natural. Pero justo en el momento del incidente, los ciclos combinados representaban solo el 3% del total. Insuficiente para absorber las fluctuaciones y para dotar de estabilidad al conjunto. Peor aún, en el momento del incidente muchas centrales de gas de ciclo combinado estaban en parada fría, y se necesitaban horas para reiniciarlas. Por eso mismo, llevó mucho más tiempo recuperar la red eléctrica. La razón de que no hubiera centrales de gas de ciclo combinado disponibles para dar estabilidad es que estos días el precio de la electricidad ha sido cero o incluso negativo, y eso ha motivado que los dueños de las centrales las apagaran, dándoles igual la seguridad del sistema. Es alucinante que algo así pueda pasar, y que el regulador lo permita, pero es así. Por cierto que no es algo nuevo, como explicamos el año pasado.

Por tanto, el problema fundamental ha sido que las empresas han primado sus ganancias a la estabilidad del sistema. Al tiempo, que el regulador no haya podido obligarlas, por la razón que sea, a que estuvieran disponibles. Esto pone en contexto las recientes declaraciones de Pedro Sánchez, apuntando contra los operadores del sistema eléctrico.

 

¿Va a volver a pasar?

No a corto plazo. Hoy el 40% de la generación se está haciendo con ciclos combinados, mientras se avanza en el reestablecimiento total del sistema (por cierto que desde aquí quiero reiterar mi admiración hacia los técnicos de Red Eléctrica Española, que una vez más han hecho un trabajo encomiable, dificilísimo y rara vez reconocido). Resulta también evidente que se está limitando el grado de penetración de las renovables. Las centrales nucleares continúan en situación de parada, lo cual suscita múltiples preguntas por sí mismo.

Por tanto: no, no es previsible un nuevo apagón general en breve plazo. Lo que sí va a pasar es que el precio de la electricidad se va a disparar, por el mayor consumo de gas, que va a llevar a su encarecimiento y por ende al de la electricidad. Y eso por no hablar de los desperfectos que se han causado, algunos de ellos forzosamente de bastante alcance.

 

¿Qué lecciones hay que sacar?

Que hay que invertir en estabilidad (que es muy cara) y en que se tienen que mantener centrales de respaldo (que son caras y emiten CO2). En el largo plazo, que seguramente habrá que reducir el consumo para ajustarlo a algo sostenible.

 


¿Se podía haber previsto esto?

Qué quieren que yo les diga.

 


Por cierto que tenía otra posible portada para este post, pero por pudor he preferido dejarla como chascarrillo final.

 




domingo, 24 de enero de 2021

Renovables vs nucleares vs combustibles fósiles

Queridos lectores:

JotaEleEne me ha enviado un ensayo sobre el potencial comparado de las fuentes de energía renovable, las centrales nucleares y los combustibles fósiles y su eficiencia relativa. Por su general interés, creo conveniente reproducirlo en el blog.

Les dejo con JotaEleEne.

Salu2.

AMT


Renovables vs Nucleares vs Combustibles fósiles

En este trabajo vamos a reflejar el crecimiento de las distintas energías en el tiempo, según la capacidad y posibilidad de integración que han tenido y que tienen en el actual mix energético mundial.

Lo deseable sin duda es que las renovables  sean las que tomen el relevo de las otras energías, ya que a medida que pasa el tiempo cada vez se está más próximo al declive de los combustibles fósiles. Además si se quiere controlar las emisiones de gases de efecto invernadero, la mejor solución actualmente es cambiar la producción de energía hacia  fuentes renovables.

Antes de pasar a ver la evolución de las tres familias energéticas vamos a ver algunos conceptos esenciales para comprender la capacidad de desarrollo y comportamiento que tienen las distintas energías.


Pérdidas en generación eléctrica

Debido a la segunda ley de la termodinámica, la generación eléctrica tiene unas pérdidas considerables ya que toda conversión de energía arrastra consigo pérdidas. La generación con biocombustibles es la que más pérdidas produce, seguido por la energía nuclear y luego la generación con carbón. 

La siguiente gráfica refleja la energía producida en un año por cada tecnología de generación. También refleja la energía que fue útil y la que se disipo en pérdidas.

Gráfica 1: Pérdidas en generación eléctrica. Datos de AIE en mtep.
 

Si nos fijamos en la magnitud de las pérdidas, es el carbón el que más tiene ya que es la energía más usada para generación eléctrica; seguido por la nuclear y luego el gas natural.

Las pérdidas en generación eléctrica suponen el 54% de todas las pérdidas, y si a esto le añadimos las pérdidas de cogeneración entonces serían un 65%.

Algo que se observa en la gráfica es que la generación eléctrica por transformación de calor en electricidad tiene muchas pérdidas; en cambio, la generación directa de electricidad apenas tiene pérdidas.

Las pérdidas además que suponen un derroche de energía producen contaminación cuando provienen del consumo de combustibles fósiles. 


Eficiencia   

En física, la eficiencia o rendimiento de un proceso o de un dispositivo es la relación entre la energía útil y la energía invertida. En el caso del sistema energético, la energía final representaría la energía útil, es decir, la energía de la que se sirve el mundo para funcionar como puedan ser la electricidad, la gasolina, el queroseno, etc. La energía primaria representaría toda la energía, o sea, la final más las perdidas. Ya que el balance de la AIE nos da tanto la energía primaria como la energía final, vamos a sacar la gráfica de la eficiencia.

 

Gráfica 2: Consumo de energía primaria, final y eficiencia correspondiente. Datos de AIE en mtep

Toda esa diferencia que vemos en aumento entre la energía primaria y final son pérdidas. De toda esa energía que se va en pérdidas, la generación de energía eléctrica supone el 65% de todas las pérdidas, seguida por la energía gastada en la extracción de combustibles fósiles  e industrias de transformación, con un 19%.

En cuanto a la eficiencia, decir que si aumenta el porcentaje de energía primaria sobre la energía final, baja la eficiencia y si aumenta el porcentaje de la energía final sobre la primaria sube la eficiencia. 

Atendiendo a la Gráfica 1 en cuanto a las pérdidas de generación eléctrica, si la generación eléctrica aumenta con combustibles fósiles o nucleares la eficiencia eléctrica bajará, y si aumenta con renovables subirá. Si se sustituye una energía de más pérdidas por una de menos pérdidas, la eficiencia subirá; por ejemplo, si se sustituye generación eléctrica de carbón por generación eléctrica de gas. 


Factor de planta

También llamado factor de carga o factor de capacidad de una central eléctrica. En la definición de la wikipedia es el cociente entre la energía real generada por la central eléctrica durante un período (generalmente anual) y la energía generada si hubiera trabajado a plena carga durante ese mismo período.

Vamos a representar el factor de planta en una gráfica formada con datos de producción y potencia instalada proporcionados por REE correspondientes al año 2018.

 

Gráfica 3: Factor de planta de centrales eléctricas renovables y nucleares. Datos de REE.

El factor de planta más bajo corresponde a la generación con biocombustibles y residuos, seguido por la solar fotovoltaica, la solar termoeléctrica, la eólica y la hidráulica con igual magnitud; y por último en el otro extremo la nuclear, con el valor más alto de todas las energías. No tiene sentido representar el factor de planta de los combustibles fósiles puesto que en España actualmente ya están de respaldo para complementar la demanda que no pueden satisfacer las renovables y la nuclear. Los datos en la gráfica en este caso no nos llevarían a ninguna conclusión. Pero de usarse de forma continua tendrían un factor de carga un poco inferior a las nucleares.


Porcentajes de consumo de energía primaria 

Gráfica 4: Evolución del porcentaje de consumo mundial de energía primaria por energías. Datos de AIE. 

En este período de tiempo de consumo creciente de energía de casi treinta años, la energía primaria ha crecido un 63%; y dentro de esta energía primaria, las tres renovables han crecido del 13% al 14%, la nuclear ha pasado del 6% al 5%, el gas natural ha pasado del 19% al 23%, el petróleo ha pasado del 37% al 32% y el carbón ha pasado del 25% al 27%.

La gráfica muestra también en el otro eje la eficiencia correspondiente. Baja en prácticamente todo el periodo salvo en el final de la gráfica, que sube coincidiendo con la bajada nuclear de Fukushima y la bajada del porcentaje del carbón posterior. La renovables de área eléctrica aumentan también al final de la gráfica, que sin duda también influyen algo en la subida de la eficiencia.


Renovables

Las renovables en el 2018 a nivel mundial supusieron el 14% de toda la energía primaria. De esta energía primaria, el 37% fue usado para generación eléctrica. Esta generación eléctrica renovable ha crecido un 212% desde 1990 y el resto ha crecido un 39%. A pesar de este enorme crecimiento, se encuentran todavía muy lejos de las otras renovables como podemos ver en la Gráfica 4. 

Poco más decir de las otras renovables que no son de área eléctrica. En el 2006 la AIE atribuía 724 mtep de consumo de uso tradicional (calefacción y cocina) , consumo en ocasiones de supervivencia y muchas veces sin planificación sostenible. Este consumo supondría aproximadamente la mitad del consumo en biocombustibles en el 2018.

La solar térmica supuso un 0,49% de la energía final y los biocombustibles un 10% de la energía final, casi todo el consumo de ambas en el sector residencial. Creciendo posteriormente en el sector del transporte los biocombustibles desde el 2005; pero de forma minoritaria, solo hasta el 3%. 


Renovables de área eléctrica

Hoy por hoy es la única posibilidad disponible para sustituir gran cantidad de combustibles fósiles por energía limpia y de forma rentable. Sin embargo, como veremos a continuación, sufren de limitaciones que hacen que el relevo se esté efectuando de forma muy lenta. A pesar de su gigantesco desarrollo, solo han hecho crecer las renovables en un 1%, como hemos visto en la gráfica cuatro.

Su limitación principal es su bajo factor de planta, esto hace que para sustituir cantidades significativas de energía hace falta que tengan una potencia instalada muy alta, es decir, tiene que haber muchos parques eólicos y fotovoltaicos para producir a la larga poca energía. Se ve perfectamente en la Gráfica 3, en la comparación de todas las renovables frente a la nuclear. Si la energía nuclear tuviera la misma potencia instalada que la eólica, España sería abastecida de energía eléctrica solamente con la energía nuclear y sobrarían todavía 42.000 GWh para exportar.

Este bajo factor de planta de las renovables es evidente, ya que las eólicas producen energía según el viento que haya, las solares producen energía según el sol que haya y las hidráulicas dependen del agua de lluvia que se dispone según las lluvias acaecidas. A esto se le llama intermitencia.

Hay otro problema con las renovables. Al tener que aumentar constantemente la potencia instalada, esto hace que llegue un momento en que, por ejemplo en periodos de fuerte viento, la producción eléctrica eólica sature toda la demanda, teniendo que mantener parte de la producción apagada, lo que se llaman vertidos. 

Para minimizar este problema, la red renovable debe de estar muy bien interconectada tanto a nivel regional como a nivel nacional y a nivel internacional para evitar que se pierdan los excedentes energéticos que el sistema produce en momentos de gran generación. Esto hace que junto al crecimiento del parque de producción renovable tenga que también crecer y mejorar la red de interconexión. En países desarrollados esto no suele ser un problema muy grande a nivel nacional, puesto que se dispone ya de una red desplegada. Solo hay que ampliarla un poco y mejorarla.  En este sentido Europa es el mayor sistema eléctrico del mundo, aunque algunos países con dificultades orográficas como España todavía se encuentran muy por debajo del límite de interconexión establecido por la UE.

Otra forma de minimizar el problema de los vertidos sería el almacenamiento de energía cuando hay picos máximos de renovables. Para ello se cuenta con centrales hidroeléctricas de bombeo y recientemente con baterías.  

A pesar de estos problemas, las renovables de área eléctrica están creciendo. Lo podemos ver en la siguiente gráfica que representa una estimación del porcentaje de cada tecnología energética dentro de la energía final de generación eléctrica y su eficiencia  correspondiente. La estimación está formada con los datos de las energías utilizadas para la producción eléctrica de energía primaria y aplicando después unos factores de conversión para cada distinta tecnología. A la gráfica se le ha añadido también en otra escala la eficiencia correspondiente de la conversión eléctrica.

Gráfica 5. Evolución del porcentaje de energía final en generación eléctrica y eficiencia. Datos de AIE.
 

Gracias a la conversión se puede ver reflejado más claramente la aportación a la energía final eléctrica de cada tecnología. Está claro que la eficiencia sube por el menor carbón, menos nuclear y por  el aumento en el mix energético del gas natural y de las renovables de área eléctrica.

La hidráulica está limitada en su crecimiento ya que depende de la limitada construcción de embalses en grandes cuencas. Los países de la OCDE hace ya dos décadas que su producción hidroeléctrica apenas sube porque ya están copadas todas las grandes cuencas, quedando por desarrollar cuencas en Sudamérica, Asia y sobre todo en África. Así que con el tiempo solamente serán la eólica y las solares las encargadas de sustituir al resto de la energía proveniente de los combustibles fósiles y las viejas nucleares. 

Como vemos la cosa va lenta: teniendo en cuenta un crecimiento exponencial al menos les quedan tres décadas para sustituir la mayor parte del mix energético, sobre todo si el consumo de energía eléctrica sigue creciendo, lo cual es el impedimento principal que evita que crezcan más rápido.

Por el contrario, en los países que disminuyen el consumo energético o con índices de la energía per cápita más bajos, su porcentaje de energía primaria renovable ya es mayor. En la UE, y considerando países de más de 17 millones de habitantes, algunos con índices de energía per cápita bajos tienen valores más altos de energía primaria renovable como es el caso de Rumanía, Italia y España. Mención aparte el caso de Alemania, que con 83 millones de habitantes y uno de los consumos de energía per cápita más altos está entre los índices más altos de porcentaje renovable; en este caso también está disminuyendo su consumo de energía, está considerado como el país más eficiente del mundo en energía. 

Podemos suponer que dándoles el tiempo que necesiten, más largo que corto probablemente, las renovables conseguirán acaparar la mayor parte de la demanda de electricidad mundial; lo cual será un logro, pero será un logro  insuficiente ya que con datos del 2018, la electricidad supone solo el 19% de toda la energía final, lo que implica que si queremos crecer con renovables tenemos que sustituir el consumo de combustibles fósiles en energía final por consumo de electricidad.

Dentro de los sectores más grandes de consumo de la energía final, la electricidad supone el 28% de la energía de la industria, el 24% en el sector residencial, 51% en los servicios públicos, y lo que es peor, el 1% en el transporte, ya que el transporte es el sector mayoritario en la energía final y el que más se resiste a la electricidad. En la siguiente gráfica vemos el porcentaje de la evolución de las diferentes energías en la energía final. 

Gráfica 6: Porcentaje de energías en la energía final. Datos de AIE.
 

En la gráfica la energía final ha crecido un 59%, y la electricidad ha crecido desde un 13% hasta un 19% en todo el periodo, crecimiento compensando un poco el declive del resto de las renovables en la energía final. De nuevo vemos una progresión demasiado lenta; también en este sentido el crecimiento de la demanda mundial hace que la sustitución de electricidad por combustibles fósiles sea más lenta.

El lento crecimiento eléctrico renovable y la menguante proporción de las renovables no eléctricas en la energía final hacen que globalmente el crecimiento total renovable solo aumente un 1% como veíamos en la gráfica cuatro.

Un crecimiento por ahora claramente insuficiente si tenemos que considerar el crecimiento de la concentración de CO2 en la atmósfera y el agotamiento de los combustibles fósiles.


Nucleares

La energía nuclear supone el 11% de la electricidad mundial, cuota actualmente en descenso, pues llegó a un máximo de 17% en el 1990 (ver gráfica 5). Las consecuencias del descenso son debidas al aumento del consumo eléctrico mundial y al estancamiento de la potencia instalada nuclear a finales de la década de los ochenta y primeros de los noventa, poco después del accidente nuclear de Chernobil. Hay otro punto de inflexión a partir del 2011 con el accidente nuclear de  Fukushima que trajo el parón nuclear de Japón con el posterior desmantelamiento de 19 reactores, y con Alemania anunciando su intención de cerrar su generación nuclear en una década. 

Como se puede ver, la única causa del ocaso actual de la generación nuclear es su peligrosidad. La seguridad de los reactores nucleares se basa en conocer y evitar los posibles riesgos con medidas pasivas y activas. Cualquier riesgo desconocido, inesperado y no contemplado puede producir un desastre como pasó en Fukushima.

Otro problema de la energía nuclear es su escasa expectativa de evolución hacia algún otro tipo de reactores. El 67% de los reactores son del tipo PWR, y de los nuevos reactores serán el 81% también PWR. Este tipo de reactor es más estable, y se ve que la industria nuclear no se quiere arriesgar más de lo necesario con la seguridad. La única opción a largo plazo que queda es la fusión nuclear, si es que llega a hacerse realidad alguna vez, ya que llevan 70 años intentándolo; y como ya va siendo costumbre, todavía le quedan 30 años.

A pesar de todo esto, la tecnología nuclear se resiste a desaparecer. Hay 53 nuevos reactores en construcción liderados por China, India, Rusia, Eslovaquia, Corea del Sur y Emiratos Árabes con 33 reactores. Y en cuanto a los ya existentes la tendencia que está marcando EEUU es la continuidad de sus centrales con autorizaciones  para operar de forma segura, 60 e incluso 80 años. Bajo mi punto de vista sorprendente, ya que  alargando el periodo de vida de las centrales se da más oportunidad de que ocurra un evento inesperado que pueda causar un desastre.

Actualmente las renovables son un éxito y muy probablemente sean más rentables que las nucleares. ¿Por qué entonces China y EEUU, líderes destacados en cuota de producción renovable mundial, se empeñan en construir nuevas centrales y mantener las antiguas?. Sin duda por la lenta penetración renovable en el mix energético de ambos países. Las nucleares, en este caso con su alto factor de planta y su nula contaminación atmosférica, evitan emisiones de CO2  que producirían las térmicas de combustibles fósiles mientras van llegando las renovables.

La energía nuclear produce energía eléctrica transformando calor en electricidad al igual que los combustibles fósiles. Esto produce muchas pérdidas. Como las nucleares generan más calor que las demás, pues tienen más pérdidas (gráfica 1). Sin embargo esta generación de calor no produce contaminación en el aire como en el caso de los combustibles fósiles. 

La energía nuclear es la energía con mayor factor de planta (ver gráfica 3), ya que se hace una carga de combustible nuclear cada doce o dieciocho meses y funciona el resto del tiempo a plena carga. Esto hace que con poca potencia instalada, en el caso de España 7 reactores nucleares y habiendo cerrado uno en el 2012, dominen desde hace una década el mix energético del país Salvo en el 2013 que la eólica superó por muy poco a la nuclear (España se convirtió en el primer país del mundo en que la eólica superó en un año a la nuclear). Teniendo en cuenta que la potencia instalada eólica ha crecido en esta década en seis años y no se ha repetido el evento, nos da un buen ejemplo de la intermitencia que sufren las renovables de área eléctrica. 

Por lo demás las nucleares tienen la misma limitación que las renovables de área eléctrica, solo el 19% de la energía final es electricidad. En el post “Pérdidas crecientes en el sistema de abastecimiento energético mundialveíamos como Francia el país más nuclearizado del mundo, tenía en comparación con otros países similar o incluso inferior proporción de electricidad en la energía final que otros países desarrollados.


Combustibles fósiles

Las renovables y la nuclear suponen el 19% del consumo de energía primaria, así que son los combustibles fósiles los que se encargan de abastecer todo el resto del consumo mundial de energía. 

Los combustibles fósiles son energía pura, con simples máquinas termodinámicas se extrae energía y trabajo fácilmente de ellos. Han favorecido el crecimiento económico mundial y con ello el progreso del mundo, hasta el punto de que incluso un solo combustible, el carbón, ha sido en las últimas dos décadas el impulsor del PIB mundial. En la siguiente gráfica lo podemos ver. 

Gráfica 7: Comparativa del crecimiento del PIB mundial con el consumo mundial del carbón. Datos de BP.  

Si se compara el crecimiento del PIB con cualquier otra energía e incluso con el total del consumo de energía primaria, las gráficas serían muy diferentes; en cambio, si se compara con el consumo de carbón, vemos que en los últimos 25 años son muy similares, hasta en las pendientes. Parece claro que en los últimos 25 años ha sido el crecimiento del carbón el que ha liderado la economía mundial a través de  China e India, ya que estos dos países consumen el 64% del carbón mundial, liderando China con un 52%. 

Antes del carbón fue el petróleo el que lideró el crecimiento de la economía, pero después de las dos crisis del petróleo del siglo pasado en el 73 y el 79, el petróleo fue quedando aislado en solo dos sectores, el transporte y los usos no energéticos. 

Cuando son fáciles de extraer, los combustibles fósiles son baratos y su crecimiento se puede adaptar perfectamente a fuertes incrementos del consumo. Lo hemos visto con el crecimiento del carbón en China. Y también en Japón, que en solo tres años el gas natural sustituyó todos los reactores nucleares parados a raíz del accidente de Fukushima, mientras que Alemania lleva diez años sustituyendo sus reactores nucleares por renovables. 

Los combustibles fósiles fueron el motor de crecimiento de los países desarrollados en el siglo pasado y actualmente son el motor de crecimiento de los países emergentes, como podemos deducir de la anterior gráfica.

El problema de los combustibles fósiles es que aunque son abundantes, con el uso masivo de estos cada vez se está más cerca de llegar a su agotamiento y posterior declive. De hecho, la AIE ha reconocido que el petróleo convencional llegó a su cenit en el 2006. Hoy la producción de petróleo consigue mantenerse gracias a la aportación de petróleos no convencionales como el fracking o las arenas asfálticas de nula o menor rentabilidad, ya que se trata de petróleos más difíciles de extraer.

Las reservas de combustibles fósiles más abundantes son las de carbón, precisamente el combustible fósil que más CO2 emite. Intentando evitar el calentamiento global, la mayoría de países están evitando el uso del carbón, salvo algunos pocos países liderados por China e India que siguen aumentando el uso del carbón. China está consiguiendo reducir el uso del carbón en su industria; sin embargo, para producción eléctrica sigue incrementando su uso a pesar de ser el líder en instalación de renovables de área eléctrica y nucleares. El brutal crecimiento energético de China hace pequeño el crecimiento renovable y nuclear, teniendo todavía que recurrir al carbón masivamente para generación eléctrica. Y la India está siguiendo iguales parámetros de crecimiento que China.

Las mayores reservas de carbón del mundo las tiene EE.UU. Actualmente EE.UU. está reduciendo mucho la aportación de carbón en generación eléctrica gracias al gas natural extraído por fracking. Las renovables de área eléctrica también están aportando, pero en mucha menos proporción que el gas natural. ¿Qué pasará cuando se agote el fracking, muy posiblemente en esta década? ¿EEUU importará gas natural de otros países o volverá a su barato y abundante carbón? Me da que lo segundo.



Conclusiones

Tarde o temprano habrá que sustituir los combustibles fósiles, bien por motivos medioambientales, bien por agotamiento. El problema es que solo se dispone para ello de renovables de área eléctrica con un desarrollo a nivel global muy lento, y lo que es peor, hay que desviar el 70% de la energía final hacia la electricidad.

Semejante reto parece imposible de afrontarse si no es con cambios profundos en el modo de vida de las sociedades modernas y desarrolladas.

Estamos en las primeras fases del cambio, pero si no se consigue en el tiempo apropiado, con el agotamiento del petróleo y el gas natural, existe el peligro de volver de forma masiva al contaminante carbón y a las peligrosas nucleares.


Intentándolo

Con el acuerdo de París, la UE se compromete a lograr una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero de al menos un 40 %, también el seguir reduciendo la eficiencia energética y alcanzar un 32% de energía renovable para el 2030. Con este acuerdo también se pretenderá aumentar la seguridad energética, es decir, mejorar las interconexiones entre los países de la UE, y la disminución de importaciones de petróleo y gas. 

Y por último,  se pretenderá la implicación de los consumidores como productores, almacenadores y responsables en el consumo de energía.

Será interesante ver la evolución de la UE en general y de España en particular, ver desde donde se parte y hasta donde se puede llegar.

Pero eso será en otros post.

Saludos.

JotaEleEne 

lunes, 23 de noviembre de 2020

La Fiebre del Hidrógeno 2.0 (II)

Queridos lectores:

Beamspot vuelve a la carga con esta segunda entraga de su análisis sobre la nueva fiebre del hidrógeno y sus consecuencias.

Salu2.

AMT


La Fiebre del Hidrógeno 2.0

Parte II.


  

En la anterior entrada, estuvimos viendo lo que era la electrólisis para obtener hidrógeno, y cómo éste se podía utilizar en vehículos eléctricos.


Sin embargo, me dejé una cosa en el tintero: si bien los trenes, camiones y barcos utilizarían pilas de combustible, en los aviones de lo que se está hablando es de quemar el hidrógeno directamente en las turbinas, bien turbohélice, bien turbofán. De esa manera, se ahorra la batería, la celda de combustible y otros elementos que añaden mucho peso innecesario en un avión que ya irá sobrecargado directamente con los depósitos de hidrógeno. Y eso que los aviones, igual que los barcos, suelen trabajar, al revés que los coches, con regímenes de potencia muy constantes y fijos.


Y, aun así, se está hablando de alcances reducidos, no de vuelos intercontinentales: en la página web hablan de 1600 Km de autonomía. De todas maneras, es un balón de oxígeno para un medio de transporte muy derrochador pero muy utilizado, que en los tiempos del Covid está claramente de capa caída.


Por supuesto, sí que habría la posibilidad de hacer aviones de alcance intercontinental… para pocos pasajeros, que invariablemente tendrían un poder adquisitvo elevado. O poder, a secas. No para el común de los mortales.


En la siguiente sección, se va a abordar una opción diferente, mucho más eficiente, y que apunta mucho más en la dirección real que nos vamos a encontrar primero, que ya algunos de los artículos que motivaron mi interés en el tema explicaban de forma más o menos clara.


Se trata de inyectar el hidrógeno recién hecho en la red de distribución de gas natural, que cubre casi toda Europa, mezclado con el propio gas natural.



 Uso en la red de distribución.

Ante los problemas explicados en la entrada anterior, hay otra alternativa más interesante y lógica, con mucho más sentido común y razón de ser, pasa por no almacenar el hidrógeno en absoluto. O en todo caso, hacerlo poco (relativamente) y a baja presión.


La idea es irlo metiendo en la red de distribución de gas natural para su uso ‘inmediato’. En todo caso, lo que se almacenaría sería el gas natural, cosa mucho más fácil, comprobada, en funcionamiento en la actualidad, y de sobras conocida.


A todas luces, es una apuesta ganadora en frente al tema de los vehículos a hidrógeno:


  • Ya hay infraestructura para la distribución, aunque en algunos casos habría que cambiar parte de las tuberías con nuevos liners para reducir pérdidas.

  • Su uso inmediato disminuye las pérdidas por almacenaje y difusión.

  • Las necesidades de presión son más bajas, con lo que el rendimiento en todos los apartados tras la generación de hidrógeno sale muy beneficiado.

  • La inversión es más baja, puesto que sólo se trata de añadir la capacidad de producción y poco más.

  • La amortización es más rápida, debido a la baja inversión.

  • Los ‘beneficios’ se pueden apreciar desde el momento en que se pone en marcha la misma planta de generación.


En cuanto a pérdidas, ya se ha visto que el almacenamiento es algo que ‘consume’ mucha energía que se contabiliza como pérdida. Dado que las presiones a las que trabaja la red de suministro de gas no son tan elevadas, esas pérdidas se reducen.


Si tenemos en cuenta que los depósitos de hidrógeno tienen pérdidas por almacenar el mismo, aunque las tuberías tienen pérdidas también, estas son menores porque el gas está menos tiempo dentro, amén de que están a menor presión.


Con estas ventajas, visto así, con esta presentación, parece un caso estupendo y maravilloso.


Habría que ver la posibilidad de almacenar Hidrógeno disuelto dentro del Gas Natural Licuado, cosa que sería interesante. Entre otras cosas, porque ya existe infraestructura de almacenamiento de GNL: véase la foto que encabeza esta sección.


Y es que se trataría de ir almacenando GNL en lugar de H2, cosa que ya hemos comentado que es bastante provechosa, con infraestructura que ya existe, etc.


Obviamente, ese caso es uno de los principales usos que se están promoviendo en las políticas europeas, como veremos en el siguiente apartado.


Lo primero que uno puede pensar, es que, con esas ventajas, y vistos los inconvenientes del almacenamiento, es algo que tiene mucho potencial de ahorro.


Sin embargo, recordemos el principio: a fecha de hoy, el hidrógeno está a como 14$/Kg, es decir, unos 35 centavos de dólar el KWh, que podríamos aproximar a 0.3€/KWh siendo favorables al hidrógeno.


En comparación, el gas natural, tarifas varias en España, está rondando en el peor de los casos 0.1€ (para los excesos sobre tarifas planas), o incluso por debajo de 0.05€ por KWh en tarifas ‘normales’ o ‘no planas’.


Es decir, el hidrógeno, obtenido a partir de gas natural, es entre tres y seis veces más caro que el gas natural.


Obvio.


Y recuerdo que el hidrógeno se obtiene de gas natural porque hacerlo de agua (dulce en su mayoría) es más caro aún (si contamos todos los costes).


Y es que es obvio. El hidrógeno, especialmente el obtenido de agua, es más caro que el gas natural: el mercado lo ha demostrado hasta la saciedad, sobre todo, por el coste de la electricidad, o, de forma menos directa, por el coste de la energía necesaria para generarlo.


Pensémoslo bien. Hoy en día hacemos electricidad barata quemando gas natural, con un rendimiento particularmente bueno en las centrales de ciclo combinado del orden del 52%.


Esta idea piensa hacer justo lo contrario: utilizar electricidad para generar un gas con un rendimiento del orden real del 60% o menor… para luego ¿qué? ¿Hacer más electricidad?


¿O para quemarlo en la calefacción de casa con un rendimiento total inferior al 50%, cuando usando electricidad y bombas de calor se tienen rendimientos superiores, incluso (para calefacción) al 200%?


Habida cuenta que el calor se puede almacenar durante un tiempo si se hace bien: la inercia térmica de una casa se nota, y puede durar días si está bien aislada. Así que se puede ir acumulando calor en los momentos en que la producción renovable es alta (de día en caso de la fotovoltaica) para mantener el calor cuando no está disponible. Y se puede hacer usando bombas de calor (eléctricas) con rendimientos mucho más elevados.


Eso ya se hace hoy en día para acumular calor de noche con tarifa eléctrica más reducida, e ir ‘soltando’ el calor durante el día. Los depósitos de agua caliente sanitaria además cumplen una función similar.


Nos ahorraríamos todas las pérdidas por conversión, compresión, transporte y quemado, que, en el mejor de los casos, estaría por debajo del 50%, y encima obtendríamos rendimientos reales del orden del 200% (¡¡¡incluyendo las pérdidas por transmisión!!!), es decir, por el mismo kWh de electricidad generado, obtendríamos cuatro veces más calor en casa (o dónde haga falta calefacción o calor a baja temperatura, ojo con ese detalle, que no vale para cocinar).


Este concepto, que es precisamente el que se promueve en la imagen de encabezamiento de este artículo, es obvia y totalmente absurdo.


Pero volvamos al tema precio. Suponiendo que el coste del hidrógeno incluye presurización, transporte y demás, el hecho de meterlo junto al gas natural en las canalizaciones del mismo probablemente bajaría su coste… en algo.


Pero sigue siendo ilógico el pensar que saldrá más barato que el gas natural al que pretenden reemplazar (impuestos y subvenciones aparte)… si contamos todos los gastos de hacerlo, las pérdidas, etc.


Otra cosa es quién pagará en realidad las facturas.


Y aquí hay que tener en cuenta que hay casos que permiten ‘descontar’ precios de forma fácil: el primero, es ‘eliminar’ los gastos de inversión y amortización. El segundo, es eliminar el gasto de energía necesario para crear dicho hidrógeno y comprimirlo y demás.


Pongamos dos supuestos: el precio o gasto de construir la planta, que ‘desaparece’ porque no lo paga la empresa, sino nosotros todos en base a impuestos, vía subvenciones.


El segundo supuesto, es que la electricidad es ‘gratis’.


Esas son las dos grandes claves (que abordaremos más adelante) pero… queda una tercera, un ‘pequeñito detalle’ que no nos cuentan.


Dicen de mezclar el hidrógeno con el gas natural hasta el 20/80% de H2/GN (por cierto… un Pareto en toda regla). Mezcla variable según ciertas condiciones que veremos más adelante.


Pero tomemos, para demostrar el punto, que es efectivamente 20%.


Y es que ese ‘pequeño detalle’ es que el gas que consumimos en casa se mide en m3, pero luego ‘convierten’ esos m3 a KWh. Pero resulta que el hidrógeno es muy poco denso en comparación con el gas natural. Si aplicamos para la medida las condiciones normales (0ºC, 1Atm) habituales sobre la ley de los gases ideales resulta obvio el tema.


Básicamente, el m3 de H2 tiene una energía de 3.53KWh. Mientras, el mismo volumen de CH4 tiene 11.11KWh, 3.15 veces más. Resulta obvio: el CH4 tiene exactamente el doble de hidrógeno, ya demás el carbono, siendo ambos combustibles.


Por tanto, el m3 que nos factura la compañía de gas tiene aproximadamente ese valor, que es el que ponen en la factura, con ligeras variaciones que apenas influyen. De hecho, nos cuentan algo más: 11.7KWh.


Sin embargo, con la mezcla mencionada, el poder calorífico real por m3 es de 9.594KWh, un 13.6% menos… que se traduce en qué para conseguir el mismo efecto, necesitamos quemar un 15.8% más.


La cuestión aquí es simple: ¿nos harán el cálculo con el mismo valor, metan lo que metan de hidrógeno? ¿O cómo nos harán el cálculo? ¿Nos van a tener en cuenta la variabilidad? ¿Vamos a tener que cambiar el contador por otro que nos mida cuando consumimos qué para tener en cuenta diferentes precios según el porcentaje de mezcla? ¿Los equipos que funcionan a gas natural necesitan ser modificados para que puedan funcionar con la mezcla?


Cómo se puede ver, de la afectación o efectos sobre la población, hay muchas dudas que arrojar, pero que nadie pregunta y que menos aún sale en los medios de comunicación.


Y es que sólo hace falta que encima nos cobren al mismo precio, mientras en determinados momentos nos suministran claramente menos energía forzándonos a gastar más m3.


Así podemos ver pues una tercera vía de financiar el invento (o sea, hacer que Pedro le pague las facturas a Pablo) y hacerlo rentable pasándonos, como de costumbre, la factura al resto de la población.


Por supuesto, está la opción ‘honesta’: que nos cambiemos el contador (que tendremos que pagar de nuestro bolsillo, probablemente con un ‘alquiler’ mensual) y pongamos uno con discriminación horaria. Invariablemente, irá enchufado a la luz, y en caso de corte de suministro de la misma nos quedaríamos sin gas.


Una pena, porque ahora podemos cocinar si tenemos gas natural (o butano), aunque se vaya la luz. Con esta medida, nos pasaría lo que a muchos sitios donde se cocina con gas (todo el sector de la restauración, que tanto está sufriendo con el Covid), que cuando se va la luz, aunque podrían cocinar igual, les cortan el gas.


Una vez más, se supeditan otras formas de energía a la electricidad.


Peor aún. La factura del gas ahora pasaría a depender del momento en que lo consumes. Es decir, que, en invierno, que es cuando hace frío porque no hace sol, es decir, justo cuando la fotovoltaica no nos va a generar gas ni electricidad; de noche, una vez más cuando no hay sol, y que es cuando encendemos las luces y hacemos la cena, cuando mucha gente está en casa tras la jornada laboral… entonces el gas será más caro. Igual que la electricidad.


Por tanto, pasaremos de un tipo de energía más o menos estable, con poca variación, y que podemos consumir más o menos a discreción, a un tener que ir mirando en qué momento la consumimos, como ya estamos haciendo con la electricidad.


Una pena, porque por ahora lo de comprar energía embotellada en forma de bombona de butano va a ser algo interesante de ver en el futuro. La única forma de aislarse un poco de la variabilidad en la facturación.


En el fondo, este esquema es otra forma de racionamiento energético encubierto.


Y de subirnos la factura de la energía. Ya lo han hecho con la luz (y lo que te rondaré morena), y ahora van a intentar hacer lo mismo con el gas.


Recordemos que llevan años diciendo que la electricidad de origen renovable abarata la electricidad. Sin embargo, la factura que se paga al final no ha parado de aumentar cuanta más energía renovable se produce. Es más, las bajadas de la misma se deben más a las bajadas del gas y otros combustibles fósiles en los últimos años que no por la penetración de las renovables.


Intentad contratar electricidad de una distribuidora que mienta ofrezca ‘electricidad de origen renovable en exclusiva’, y mirad el precio del kWh que os cargan, y veréis que es más elevado que el del resto. Ergo cuando dicen que la electricidad de origen renovable es más barata que la de origen fósil, es puro cinismo si nos atenemos a los precios que nos cargan por dicha electricidad.

 


Obviamente, de esta forma sí que saldrá rentable… para las empresas. Claro que la factura real, como de costumbre, la pagaremos los de a pie justo en una época que se está caracterizando por las bajadas salariales, aumento del paro, crisis económica, subidas del precio de la comida (y ahí hay otros detalles que comentar que dejo para otros artículos) mientras la cantidad de dinero que tenemos es cada vez inferior.


Eso sí, a bombo y platillo que nos venderán los beneficios y las subidas del IBEX mientras una oleada de pobreza arrasa con la población.


Bienvenidos a la nueva distopía. 

 


 Un caso particular.


Aunque en el último enlace ya se explica por dónde van los tiros, nada como un ejemplo práctico real para poder entender toda esta charada.


Hay un puñado de países en el centro de Europa que tienen un gran potencial eólico, y que, casualmente, son los grandes impulsores de todas estas tecnologías. Claro que España y Portugal no se andan a la zaga a ver si pueden pillar algo, especialmente dada su capacidad solar.


Pero son los países continentales que tienen salida al Mar del Norte los que nos importan: Países Bajos, Holanda, Dinamarca, y, sobre todo y über alles, Alemania


Centrémonos en Deustchland, un país con sólo el 70% del tamaño de España, con el doble de población (y unos sueldos también aproximadamente el doble de los españoles), y con una gran cantidad de MW de energía eólica ya instalada en el norte, mucha, además, off-shore (marítima).


Para los que no lo sepan, además, hay en construcción un nuevo gasoducto que trae gas natural desde Rusia directamente a la costa de Alemania, Nordstream II, contra la que los americanos están despotricando mucho y encima ‘castigando’ a Alemania con la retirada de tropas estacionadas en ese país (con el consiguiente bombeo de dólares de la OTAN hacia Alemania).


Ese gaseoducto pasa cerca de las instalaciones eólicas por allí presentes, tanto las alemanas como las de los países vecinos, y, además, todos estos parques están cerca de conexiones gasistas, ya que ese gaseoducto se enlazará como puerta de entrada y distribución del gas proveniente de Rusia.


Y desde dentro de poco, también de distribución de hidrógeno.


Obviamente, en España, dado que tenemos una buena red de distribución de gas, con una conexión de gas que viene de Argelia, y que además suministra gas a Francia, pues también hace el tema apetitoso, aunque con tanta costa (o sea, potencial eólico) los puntos de generación pueden estar más lejos de puntos de acceso adecuados.


Hasta aquí, un par de puntos obvios. Ahora a por los menos obvios.


Resulta que, en Alemania, la mayor parte de consumo de energía eléctrica (y buena parte de la de gas) es el sur, no el norte. Eso causa que la mayor parte del tiempo, los parques eólicos del norte estén parados… porque hay serios problemas para usar la electricidad que generan.


Pero no sólo en Alemania: esto afecta a los países limítrofes.


Y es que, aunque sea un país de dimensiones reducidas, los efectos relativistas de la distribución de la electricidad obligan a que las redes tengan un tamaño de alrededor 600 a 1000 Km de diámetro. Es decir, tamaño país europeo.


Y aun así, la producción se suele centralizar, habitualmente suele estar lo más cerca posible de los centros de mayor consumo. Eso no sólo aporta estabilidad (la explicación se sale del ámbito y alcance de este artículo), sino que también reduce las pérdidas por transmisión.


Pues bien, en Alemania lo que tenemos es que hay una gran producción al norte, y un gran consumo en el sur. Y a pesar de ser una distancia relativamente corta, los problemas derivados de la limitación en la velocidad de la luz causan serios problemas (por ser demasiada la distancia) de inestabilidad en el corto plazo, del orden de los milisegundos.


Sí, hay líneas de transmisión que interconectan grandes redes, como por ejemplo España y Francia (y eso que España es algo básicamente ‘aislado’). Pero uno de los elementos clásicos aquí es que en ambos extremos de las interconexiones hay grandes sistemas (relativos: potencia generada respecto de potencia transvasada) que controlan la estabilidad (generalmente medida de forma indirecta en Hercios o décimas del mismo, Hz).


Pero en Alemania, eso no basta. Así que los listillos alemanes han tomado dos medidas importantes: exportar fuera la inestabilidad, a sus países vecinos próximos a esos generadores (Polonia, todo el Benelux, Dinamarca), mientras que ha ‘capado’ la capacidad productiva, llegando a pagar para que no produzcan electricidad. La producción fotovoltaica privada conectada a red se capa al 70% en verano precisamente por esta razón.


No sólo es un problema alemán, en el Reino Unido pasa exactamente lo mismo.


De hecho, pasa en todos los lados: cuanta más renovable, más problemas hay de inestabilidad, y por tanto más recortes. En China, con un 3.2% de penetración de las renovables eléctricas intermitentes, los recortes de producción de las mismas son del orden del 15% debido a este efecto.


La razón china es similar a la alemana: la enorme distancia entre la producción y el consumo. Sólo que en el caso de China, la gran producción está lejos de la costa, en un desierto: el Gobi. Por definición, parco en agua (para hacer hidrógeno) y aún más en población (y por tanto, consumo).


El hecho que los países limítrofes, especialmente Polonia, ha puesto freno a este problema poniendo sistemas que evitan y cortan la energía que les meten los alemanes cuando ésta presenta inestabilidad, es una de las razones por las que la Energiewende se paró hace ya unos años, y desde entonces no se ha retomado.


En el caso de Dinamarca, Alemania les paga para recortar su producción. Y eso que los daneses pagan a Noruega para que les haga balanceo de sus renovables con sus hidroeléctricas (que se cobran bien), pero aun así… los noruegos están demasiado lejos, así que los mismos problemas relativistas aplican.


Dado que este tema es complicado, tanto que se les escapa a los leguleyos (y a muchos ingenieros eléctricos y electrónicos, que incluso lo han estudiado en la carrera, así que no debe sorprendernos), la población no la entiende, así que, en caso de llegar a enterarse, se lo toman como excusas y otras cosas que en realidad son meramente técnicas: la limitación de la velocidad de la luz pone límites a la electricidad.


Parece ser que eso no es del gusto de mucha gente… así que se ‘olvida’ convenientemente.


La solución a esto pasa por dos factores: el primero, montar nuevas redes de distribución carísimas, que no se acaban de justificar (no ‘producen nada’, como argumento de no venta al público) y que incluso podrían empezar a levantar sospechas de que algo pasa con todo esto de las renovables. El segundo, dado que no basta con montar líneas de transmisión, es la necesidad de poner sistemas de estabilización en ambos extremos de dichas líneas.


En la parte del consumo, no es excesivamente difícil, ya que cuentan con una buena capacidad de producción local que es intrínsecamente estabilizadora (aunque hay sistemas específicos de estabilización que, nada curiosamente, sólo se utilizan en pequeñas redes basadas en renovables y bastante aisladas: los volantes de inercia, supercondensadores, packs de baterías).


Pero en la parte productorala situación es mucho peor: no hay potencia instalada con capacidad de estabilización, es decir, fuentes despachables. Y las necesidades hacen que instalar baterías del tamaño adecuado sea todavía (y probablemente sea así siempre) carísimo. Volantes de inercia no son algo bien visto y no está ‘en la lista Kosher o Halal’ de las ‘recetas verdes’.


Y eso que el tema de las baterías está que arde: más de 20 sistemas en Corea del Sur ardieron durante 2019. Qué raro: eso no aparece en las noticias normalmente, no.


Un problema de futuro, y que ya se puede ver en California, pasa cuando el aumento de generación inestable, intermitente e incontrolable reduce la capacidad de producción controlable que la estabiliza por debajo del nivel mínimo necesario para mantener la red estable. Así que lo que hacen los californianos es cortar consumos sistemáticamente cada verano… lo cual ya nos da una idea de lo que nos espera.


Filosofía que tiene mucho que ver con la mala gestión medioambiental… y que es la causante de los grandes incendios que otra vez tienen los Californianos (por mucho que culpen a los demás de ser la causa).


Ah, y esa filosofía se está imponiendo en muchos casos, como recientemente en las Baleares: desde que tienen el interconector con la península (e interinsular) pretenden que toda la generación local sea renovable, y pasarles todo el peso de estabilización ‘al otro lado’ del interconector. Encima, ‘insultando’ a los que producen esa electricidad por ‘sucios fosilistas’… y cerrando los ojos ante la evidente dependencia que eso genera.


Dependencia que, para el caso de California, ya ha demostrado que genera especulación de precios.


Sello personal de los políticos y de los defensores públicos de este tipo de políticas: nunca asumir la culpabilidad (y costes) de sus errores, y echar las culpas (y facturas) a los demás.


Así que se les ha ocurrido utilizar los generadores de hidrógeno con agua de mar como ‘resistencia variable’ que consuma toda la energía sobrante y así se pueda estabilizar la generación eléctrica lo suficiente como para verterla al máximo en la red eléctrica.


Obviamente, eso no quita que no haya planes para instalar redes de transmisión eléctrica reforzadas que lleven la producción estabilizada del norte al sur. Sólo que éstos no ‘venden’.


Pero sí que permite que el sobrante de la estabilización llegue al resto del país a través de las convenientemente próximas canalizaciones de gas.


Que eso es más ineficiente que generar y gastar directamente la electricidad y cambiar la calefacción de la gélida Alemania a bombas de calor (con diferencia, el sistema más eficiente posible), es lo de menos.


No se trata de eficiencia. Ni de energía.


Esto va de negocios.


La finalidad de esto es múltiple:


Por un lado, estabilizar la generación eléctrica intermitente que es intrínsecamente inestable, y con ello, no sólo reducir el coste de las líneas de transmisión norte-sur, sino también aumentar la capacidad de las mismas, y con ello, aumentar la cantidad de energía eléctrica que es vertida en la red.


De forma indirecta, al permitir volcar más energía en la red, permite el aumento de instalaciones renovables que ahora no se podrían absorber, y por tanto reactivar el mercado potencial de Siemens y Siemens – Gamesa (tanto en eólicas como en turbinas de gas de respaldo).


Segundo, reducir el consumo de gas proveniente de Rusia, consiguiendo con ello no sólo apaciguar la relación con los USA, sino también tener un arma de negociación (presumiblemente).


Tercero, y más importante, bombear una cantidad indecente de dinero (público, de nuestro bolsillo) a ciertas empresas, ninguna de ellas pequeñas. Entre ellas figura Siemens (y Siemens-Gamesa), donde obviamente se beneficia la división de turbinas eólicas, pero a la vez, la de turbinas de gas, ya que no todas son capaces de trabajar con las elevadas temperaturas del hidrógeno, amén de ser necesarias para aportar estabilidad a la red eléctrica, especialmente dada la variabilidad de la producción que implica la intermitencia de las renovables.


En este sentido, hace falta observar que dicha intermitencia obliga a usar un tipo diferente de turbinas de gas, menos eficientes (<45%), y que están especializadas en funcionar ‘a ratos’, especialmente, en los momentos en que las intermitentes e impredecibles renovables no son capaces de mantener la producción: se les llama ‘peakers’, es decir, las que cubren los picos (‘peaks’) de demanda.


Obviamente, Siemens es una perfecta conocedora y beneficiaria de esta tecnología.


Una cuarta razón es más propagandista. El concepto este permite justificar ante el público que se está avanzando en la ‘transición energética’ a la vez que esconden que en realidad se ha llegado a un límite de penetración de las renovables que no permite continuar introduciéndolas si no es empezando a parchear la situación. Precisamente esta fiebre por el hidrógeno es un parche.


Un parche que sirve para tapar varios hechos importantes que públicamente no se reconocerán, incluso se negarán:


  • Que se ha llegado un punto en que el aumento de la potencia renovable no se puede aumentar sin acometer cambios muy sustanciales en la red eléctrica, algunos de los cuales son muy difíciles de justificar.

  • Que la intermitencia y la inestabilidad que producen las renovables se ha convertido en un problema de facto de muy difícil solución.

  • Que tenemos cada vez más dependencia energética de los combustibles fósiles y sus proveedores (el cuento del hidrógeno es está usando como presunta vía para la independencia energética, o, más concretamente, gasista).

  • Que no tenemos maneras viables de soslayar el problema de la intermitencia que no pasen por una prolongación del uso de combustibles fósiles.

  • Que la electrificación es mucho más costosa que lo públicamente aceptado.

  • Que la electrificación es mucho más difícil de lo públicamente aceptado, y que por tanto hay procesos que no queda otro remedio que adaptar. Concretamente ciertos usos industriales del calor de muy altas temperaturas, como el reciclado del vidrio. No se puede electrificar.

  • Que la electrificación del transporte no lleva el ritmo esperado y que será más complicado de lo previsto, especialmente del transporte de mercancías a largas distancias. Vamos, los camiones (ojo, que en Alemania el Deustche Bahn  - DB transporta una gran cantidad de mercancías por tren electrificado, pero esto tampoco está dentro del ‘menú verde’ que se nos ha servido, a pesar de cuadrar con muchas cosas). Por eso lo del transporte alimentado por hidrógeno.

  • Que las baterías tienen ciertos límites que a medio plazo hacen inviable su uso para ciertas cosas como almacenar energía en cantidades suficientes como para aguantar la intermitencia diaria, menos aún la eólica estacional, así como su uso para camiones de gran tonelaje y largas distancias.

  • En suma, que la transición energética es un fracaso incluso ahora que aporta menos del 10% de la energía mundial… si contamos la hidroeléctrica (que apenas es intermitente, amén de ser muy controlable), porque si nos ceñimos a la eólica y la fotovoltaica, estamos hablando del orden del 2%... y sin embargo ya están en los límites máximos de penetración en estos países del norte.

  • Que Europa, que ya perdió la batalla industrial de la fotovoltaica (apenas quedan fabricantes de fotovoltaica fuera de China), ahora no piensa perder el de las renovables (eólica, léase Siemens, Gamesa y compañía, ninguna de ellas hermanitas de la caridad) eólicas, ni de las turbinas de Gas (otra vez Siemens, con los ‘peakers’) ni de la industria del hidrógeno (que, en realidad, poco futuro tiene).

  • Que todo esto va de negocios de grandes empresas. Por mucho que digan, las renovables no tienen nada de democráticas. Los mayores aportadores son la hidroeléctrica y la eólica, todas en manos de grandes empresas, al igual que la gran producción fotovoltaica, donde el ocasional panelillo privado en el tejado es meramente anecdótico en cuando a contribución energética. Y en todo caso, el que más contribuye de forma privada, no es el obrero de barrio, sino el ricachón con un chalé enorme donde poner los panelillos visibles junto al Tesla, para que luzcan y demuestren su virtud divina, su superioridad moral (y status).


Sin embargo, la pintura está lejos de ser completa.


Ampliaremos el panorama en la próxima entrega.


Beamspot.