Potencia frente a energía

Para aprender a comparar tecnologías dentro de la misma categoría de factor de carga, uno tiene que entender una serie de términos y conceptos, como la diferencia entre potencia –medida en kilowatios (kW) o megavatios (MW)- y energía, medida en kilowatios-hora (kWh) o en megavatios-hora (MWh). A menudo se indica costes/kW cuando de lo que realmente se está hablando es de costes/kWh. Como son parecidos, tienen que ser parecidos. Desafortunadamente, no lo son.

Probablemente, la potencia de una central (kW o MW) se explica mejor con la analogía de una autopista. Una autopista de 10 carriles es capaz de permitir que más coches lleguen de un punto a otro en un determinado periodo de tiempo si lo comparamos con una otra autopista de 3 carriles. De la misma forma, una central de 1.000 MW tiene la posibilidad de verter más energía, o MWh, a la red en un determinado periodo de tiempo que una planta de 500 MW. El tamaño de la autopista es análogo a la potencia, o valor en MW, que la central es capaz de entregar durante el mismo periodo de tiempo.

Por lo tanto, cuantos más carriles tenga la autopista, más coches pueden pasar de un punto a otro en una hora. De igual forma, cuanto mayor sea la potencia de una central, más energía podrá entregar a la red en una hora.

Ahora que entendemos la diferencia entre potencia y energía, podemos empezar a comparar los costes de una central con otra.

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Ahora, cuando se asume el cambio climático como uno de los mayores retos de la humanidad (con permiso de ciertos correos electrónicos hackeados), cuando la independencia energética está más valorada que nunca y hay una sensibilización social sobre los peligros de la geopolítca del petróleo, cuando está siendo difícil reducir la contribución de las energías fósiles incluso con las renovables a toda máquina, cuando la tecnología nuclear lleva varias décadas de experiencia operativa y estaba deseosa de incorporar y demostrar sus novedades... ahora, era cuando la energía nuclear tenía todo a favor para una marcha triunfal como la gran salvadora energética (vale, igual exagero un poco)...

... pues parece que no, que la están desaprovechando. Y no es que sea tan terrible ya que se podría volver a diseños más maduros y de solvencia (económica y técnica) ya conocida. Sólo es que no hay nada peor que hacerlo regular, tirando a mal, cuando se esperaba que lo estuvieses haciendo excelente.

- Renovables: Competencia califica de excesivas las primas y dice que son culpables, "en gran parte", de las distorsiones del mercado.
- Carbón: Para la CNC, es incongruente que se prime la energía verde y, en paralelo, se creen subvenciones para el carbón autóctono, "ineficiente" y de "alto impacto medioambiental".
- Tarifas: Se critica la tarifa de último recurso, que fija precios regulados para gran parte del mercado que, además, no permiten la entrada de ofertas.
- Restricciones técnicas: Este sistema, paralelo al 'pool' (libre mercado de generación eléctrica), permite comportamientos abusivos.
- Activos estratégicos: Las concesiones para centrales hidroeléctricas y nucleares son por plazos muy largos, y la renovación se hace a favor de los titulares. La CNC quiere renovaciones competitivas.
- Momento crucial: Industria, a cuyo frente está Miguel Sebastián, tiene ahora varios frentes abiertos y un Pacto de Estado energético pendiente de concretar con el PP.

Y es que, cada uno de estos puntos por sí solo, daría para un interesante debate/artículo/tertulia... Sólo me permitiré hacer un comentario/puntualización: lo de las "restricciones técnicas" no es propiamente un sistema, es una necesidad técnica. Sobre papel se pueden hacer muchas cosas, pero la realidad es muy puñetera. Eso no quita que aprovechando que el Pisuerga pasa por Valladolid, se cometan abusos, como se cometen, que hasta la propia CNC está harta de sancionarlos.

Sí, estoy hablando de cambio climático, como anticipo en el título.

Próximamente, tendremos la cumbre de Copenague, donde se tiene que negociar la era post-Kyoto. Y todo apunta a que va a ser un semi-fallo: buenas intenciones, objetivos globales, pero sin medidas concretas que comprometan a los países. Y ya se sabe, que un problema sea responsabilidad de todos en su conjunto es la mejor manera para que nadie haga nada.

Los ecologistas están disparando con toda la artillería que pueden, que a estas alturas, poca queda. En mi opinión, es muy difícil que a estas alturas sensibilicen a alguien que todavía no lo está. Personalmente creo que no han sabido manejar esta carrera de fondo, que desde el primer momento empezaron a lanzar los mensajes catastrofistas asumiendo como actos de fe unas proyecciones y datos que son difíciles de manejar. Y si después las cosas no son tan terribles, te quedas en evidencia. ¿Huida hacia adelante? ¿Maquillar los datos? No puedo evitar pensar que la tentación existe.

¿Y qué me decis del "efecto moda"? El catastrofismo vende y la moda climática, con o sin razón, ha hecho que la billetera de Al Gore engorde. Como digo, todo esto se basa en proyecciones y datos difíciles de manejar, que después pueden concluir cosas diferentes (a lo mejor, no radicalmente diferentes), pero si las cosas no son tan terribles, puedes quedar en evidencia. Y si tus ingresos dependen de ello... No puedo evitar pensar que la tentación existe.

Pero es verdad que desde otros bandos hay otros intereses, por supuesto, tanto empresarialmente (típicamente, compañías petrolíferas) como ideológicas (típicamente, corrientes ideológicas). No sé por qué, dicen que sostenibilidad suena más "progre", más de izquierdas y por lo tanto, no sé por qué, a los no-progres y a los de derechas, les tiene que molestar las energías renovables o la protección del medio ambiente.

Así que haciendo uso (¿parcial?¿interesado?) del científico método de falsación, buscan desmontar la teoría del cambio climático antropogénico, vamos, que intentar encontrar un fallo en eso de que el cambio climático es por culpa de la actividad humana.

La última, en vísperas (casi) de la cumbre de Copenague, que puede consagrar la tendencia mundial de lucha contra el cambio climático o defenestrarla, surge una "bomba", un Watergate climático, ... unos correos entre científicos que investigan el cambio climático en los que, parece ser, se demuestra que manipulan datos, presionan a científicos y otras lindezas más que, según lo que leo, podría demostrar que eso del cambio climático antropogénico, nada de nada.

Busco raudo y veloz las webs de Greenpeace y Ecologistas en Acción... no veo nada, me siento huérfano.

No soy un experto climático para darme cuenta de la la relevancia de esos correos, de contextualizarlos y entenderlos correctamente. Hay demasiados intereses como para fiarme de lo que dice un medio de comunicación que ya se había posicionado claramente en este debate y había tomado posiciones de trinchera.

Seguro que cada uno de vosotros tendrá una opinión y sois libres de ponerlas en los comentarios... yo tengo la mía. Pero no se trata de opiniones, se trata de eventos y hecho que deberían "regularse" por un método científico, no por opiniones.

¿Son esos correos una bomba que les ha explitado a los "calentólogos"? ¿Sólo demuestra cierto maquillaje de cifras, pero en esencia, las conclusiones son las mismas? ¿Son correos sacados de contexto? Lo siento, me siento incapaz.

No he podido leerme de primera mano lo que se ha aprobado, así que me tengo que ceñir a lo que publican los medios (Cinco Días, Europa Press).

Por independencia energética y por favorecer un desarrollo industrial propio, interesa que las tecnologías renovables y sus industrias asociadas tengan cierto negocio. Recordemos que a precios actuales de la electricidad, muy pocas tecnologías son rentables. Así que se para pueda haber inversores que se interesen por montar esas instalaciones y pueda haber un desarrollo (con la consecuente reducción de precios), es necesario que se les pague una prima con la cual, dicha inversión sí es interesante. Esa prima la pagamos entre todos, con un sobreprecio en la tarifa. Digamos que es una contribución
solidaria (o necesaria, según se mire) para conseguir la mencionada independencia energética y el desarrollo industrial y económico.

Pero esto de la prima es un juego delicado: si no es suficiente, no sirve para nada y si te pasas, hay gente que gana mucho dinero, lo que constituye una injusticia social (pagamos todos a escote para que un particular se forre). Para eso se establecen revisiones a la prima, cuotas y demás. No creáis que el sector de las energías renovables quiere siempre primas y cuotas enormes. Este tipo de cosas provocan burbujas (como la reciente de la fotovoltaica) que no favorecen a nadie, ya que terminan pinchando y con muchas empresas en crisis.

De la burbuja fotovoltaica se pasó a un casi parón total en el sector, no sólo fotovoltaico sino también otros, ya que no se quería, y con razón, que pasara lo mismo con, por ejemplo, las termosolares ahora que hay un montón de proyectos en cola.

Tras un toma y daca, tras un ir y volver, parece que la situación legal se ha clarificado bastante con unas primas y unas cuotas bastante razonables. Sé que la prima no era para tirar cohetes, pero hay bastantes proyectos previstos, así que suena a que se ha ajustado bien. Las cuotas parecen bastante razonables para evitar un sobrecalentamiento del sector pero sin provocar un parón (500 MW por año). Y lo que es más importante: una legislación estable y a un plazo (al menos hasta 2013) suficiente para que cree inseguridad jurídica a los inversores.

Tengo la sensación de que cuando al Ministerio de Industria le dejan trabajar con tranquilidad, sin presiones políticas o de otras partes del Gobierno (incluido Presidencia), se obtienen resultados bastante eficaces. Quizás esté confundido, pero me parece ver varias corrientes influyendo en la política energética con una coordinación entre ellas bastante pobre y curiosamente, creo que Industria es quien más clara tiene su idea de lo que quiere. Más o menos acertada, tener una idea clara en política energética es fundamental. Esperemos que dure.

Cómo comparar alternativas de generación de energía

Entender unos pocos aspectos básicos ayudarán a realizar una comparación informada

A la gente le gusta comparar el coste de generación de electricidad de diversas fuentes renovables como eólica o solar, con los costes de generación de la electricidad proveniente del carbón, nuclear y gas natural. Comparar estos costes es como comparar peras con manzanas. La generación de energía es un negocio complejo y sin considerar el factor de carga, la potencia (kW) y la energía (kWh) y los costes variables y fijos, estas comparaciones no son válidas para evaluar las tecnologías de generación energética.

Factor de carga

Empecemos con el factor de carga, o el porcentaje de horas que una planta opera al máximo de potencia en un periodo de tiempo dado. Por lo tanto, si una planta nuclear de 1.000 MW tiene un factor de carga del 98%, es que está funcionando a 1.000 MW el 98 % de las horas del año.

Las plantas pueden clasificarse por el factor de carga. Las plantas de factor de carga base tienen un factor de carga típico que supera el 75%, pero habitualmente suele ser del 90 al 98%. Las plantas que entran en esta categoría pueden ser grandes (400 MW o mayores) centrales de combustibles fósiles (carbón, gas natural y –menos habitual- fuel) y plantas nucleares. En el lado de las fuentes renovables, las plantas geotérmicas y las de biomasa pueden entrar en esta categoría. No hay muchas centrales hidráulicas en los EE.UU. que entren en esta categoría salvo que el embalse sea grande o el caudal del río sea alto y el tiempo acompañe.

Las plantas de factor de carga intermedia suelen tener un factor de carga anual entre el 40 y el 60%. Las pequeñas plantas de carbón (100 a 300 MW) pueden operar con estos factores de carga. Sin embargo, la tecnología que operaría mejor con este factor de carga es el ciclo combinado con turbina de gas o CCTG, alimentado con gas natural con fuel oil/gasóleo como combustible secundario. La mayoría de las plantas hidráulicas en la parte oeste de los EE.UU. pueden operara como carga intermedia suponiendo que el tiempo acompañe, lo que significa que las cordilleras occidentales reciben una gran parte de la nieve de los meses de invierno. La energía eólica off-shore también podrá operar en esta categoría. La energía solar de concentración, la solar térmica pueden entrar en la parte baja de esta categoría (40%) al igual que la energía de las olas (30-45%)

La tercera categoría son las de centrales de pico. Las plantas de esta categoría suelen funcionar con factores de carga anuales muy bajos del 5 al 15%. Esto significa que este tipo de centrales funcionan a su potencia máxima entre un 5 y un 15 % de las horas del año. El tipo de planta más común de esta categoría es la Turbina de Gas (TG) o ciclo simple de turbina, alimentado por gas natural con fuel oil/gasóleo como combustible secundario. La siguiente tecnología más común podría ser el motor de combustión interna alimentado por gas natural. Las fuentes de energía renovables que entran dentro de esta categoría son la eólica terrestre, la solar fotovoltaica, la solar térmica de concentración y la energía de las mareas.

Para la eólica terrestre, el factor de carga es de entre el 20 y el 30%. La solar fotovoltaica del 20 al 25%. La solar de concentración, varía entre el 25 y el 40%, permitiéndola alternar entre instalación de pico e intermedia. El factor de carga de la tecnología de las mareas se estima en una media del 27%.

Ahora que cada fuente de energía está en su categoría de factor de carga adecuada, pensad en cada categoría según las necesidades del cliente. Entonces piensa en los tipos de tecnología de generación energética dentro de una categoría de factor de carga como varios productos que tienen que satisfacer completamente lo que se necesita. Esto significa que no tiene sentido comparar el coste de kWh de electricidad producido con eólica terrestre con el carbón porque cada una de esas dos tecnologías satisfacen dos tipos de necesidades diferentes; una es una tecnología de pico mientras que la otra es una tecnología de carga base.

¿Hay una forma de comparar tecnologías de dos categorías diferentes? Sí, pero una de ellas debería ser modificada para que sea operacionalmente equivalente a la otra. En otras palabras, modificar una tecnología para que ambas estén en la misma categoría de factor de carga. Para hacer esto entre la eólica terrestre con el carbón, sería necesario hacer funcionar a la planta de carbón como una unidad de puntas, recalcular todos sus costes y compararlos con los de la eólica terrestre. También podríamos modificar la planta de energía eólica terrestre para que operase en carga base. Sin embargo, antes de intentar estas comparaciones más complicadas, es necesario entender los conceptos de potencia y energía.

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Espero poder seguir con la traducción. Si te interesa seguir leyéndolo en inglés pincha aquí. Se admiten sugerencias y correcciones a la traducción.

La traducción continúa en el siguiente capítulo: Potencia frente a energía

Los que defienden a capa y espada lo de las Redes Eléctricas Inteligentes lo tienen claro: estas redes buscan facilitar la incorporación de energías renovables para tener un sistema más sostenible. Se montan aplicaciones y desarrollos para que se pueda conocer qué se consume en cada momento en cada sitio. Incluso para intentar anticiparse.

La idea es buena, pero puede cogear. ¿Cuál es la eterna crítica a las energías renovables? Sí, efectivamente, que se produce cuando hay y no cuando queremos.

Si pretendemos desarrollar un sistema energético con redes inteligentes no sólo hay que considerar el intercambio de información y la inteligencia artificial del control... ¿y si no ha generación cuando queramos consumir? Para solventar este asunto, basicamente, siempre se ha utilizado una estrategia: sobredimensionar la generación, es decir, tener un parque de generación superior al necesario, en reserva, por si acaso.

Hay otras estrategias, como la gestión de la demanda, muy solicitada por los ecologistas. En este sentido existen los contratos de interrumpibilidad o las tarifas de discriminación horaria. Y por supuesto, el almacenamiento de energía, practicado en pequeña escala (si consideramos la dimensión de la red eléctrica) en las centrales hidráulicas reversibles (en hora punta se turbina, en hora valle se bombea)

La idea de las redes inteligentes tiene un enfoque más dirigido hacia la gestión de la demanda. Sin embargo, creo que es muy limitada. Creo que la gran baza de estas tecnologías es la optimización de la red y la concienciación sobre nuestro consumo pero en última instancia, la energía debe ser generada. Se escuchan ideas enfocadas al almacenamiento, como el uso de los vehículos híbridos enchufables o eléctricos como almacenamiento disperso. Yo no estoy tan seguro que realmente sean útiles.

Si queremos una buena red con generación renovable, la clave pasa por investigar, diseñar y constituir una buena estrategia de almacenamiento: centrales hidráulicas reversibles, baterías, hidrógeno, aire comprimido, sales fundidas... todas tienen sus inconvenientes y sus limitaciones. Ninguna es perfecta y por eso, no son tecnologías que abunden. Implican pérdidas energéticas y costes económicos que deben ser asociados a esas fuentes de energías no controlables.

Así que, lo dicho, está muy bien esto de las energías renovables y las redes inteligentes pero... ¡Es el almacenamiento, idiota!

... y algún día alguien tendría que dar un clase didáctica y divulgativa para el público en general sobre el sincronismo de la red, los generadores síncronos/asíncronos y qué tiene que ver todo eso con las energías renovables... alguno igual se da una sorpresa y descubre que hay soluciones que no son tan simples.

"Carbunión niega que el precio regulado implique la subida de la tarifa eléctrica", según el Diario de León de 31/10/09, "La patronal achaca a intereses de las empresa eléctricas". "La prima (de 18 €/MWh) que recibe el carbón es inferior a la de otras tecnologías que reciben también incentivos públicos (desde los 42,9 €/MWh de la eólica hasta los 428,6 €/MWh de la solar)"

"Denuncia de las compañías eléctricas: El nuevo decreto del carbón hará subir el recibo eléctrico", según La Crónica de León de 3/11/09, "Las centrales térmicas de carbón nacional recibirán 57,32 euros por MWh" En esa mísma página: "La ex ministra Narbona pide que se eliminen las subvenciones al carbon" y "Greenpeace presenta alegaciones para frenar la nueva norma de Industria"

"Las electricas buscan un un punto de consenso contra el decreto del carbón", según El Economista de 4/11/09, "Unesa planteará hoy unas alegaciones conjuntas ante la CNE sobre la normativa"

"Entrevista al presidente de Carbunión: Es de risa creer que el carbón acabará con un mercado que ya está intervenido", según El Economista de 5/11/09

"Las electricas creen que la luz subirá un 8% por la minería", según El Economista de 5/11/09, "Advierten de problemas de estabilidad financiera y temen que suba el déficit tarifario"

"Gas Natural denuncia que el decreto del carbón ’alterará’ los precios electricos", según Cinco Días de 5/11/09, "Alega ante la CNE que la generación con gas se reducirá en 11.200 MW". "(...) pide que la producción obligada sea muy inferior  y en línea con la que establece el Plan del Carbón."

"Nueva tormenta eléctrica contra el Gobierno", según La Razón de 5/11/09, "Las empresas han remitido a la CNE alegaciones contra el decreto del carbón"

 Como veis, el lío sigue...

¿Os acordáis que el otro día me quejaba de lo errática que me parece la actual política energética? ¿Como si no supieran por dónde ir?

Bueno, pues me ha resultado bastante ilustrativa la viñeta que hace hoy Manel Fontdevila.

Aporto una idea: I+D. No será inmediato pero... ¿quién dijo que cambiar ladrillo y playa por desarrollo sostenible y energías renovables iba a ser rápido?

España reduce sus emisiones un 17% en la primera mitad del año: La Fundación de Estudios de Economía Aplicada (Fedea) presentó la semana pasada sus estimaciones sobre las emisiones registrada en nuestro país relativas a la primera mitad del año, arrojando una caída de las mismas de un 17% con respecto al mismo período de 2008.

Diferenciando por sectores, la caída más fuerte se produjo en el sector cementero, un 30%, por el efecto del desplome de la construcción. La bajada en el sector eléctrico fue del 14%, principalmente por el creciente papel de las energías renovables, que sustituyen la producción proveniente de gas y de carbón, así como por una demanda de energía decreciente (-6,4%).

Sin embargo, el organismo opina que las emisiones en España están muy ligadas a la actividad económica, de modo que repuntarán tan pronto como la situación se normalice. Por ello, señalan la necesidad de desarrollar nuevos modelos energéticos, basados en tecnologías no contaminantes, así como la introducción de medidas fiscales sobre el sector del transporte, que siendo el que produce la mayor parte de las emisiones, tiene, sin embargo, una muy baja carga impositiva