Hasta hace muy poco eran frecuentes las voces que alertaban sobre las insalvables dificultades tecnológicas que impedirían un desarrollo sustancial de las energías renovables y que auguraban que la red sería incapaz de gestionar un elevado porcentaje de generación limpia. Hoy sabemos que esa barrera no era tal: en España, las renovables generaron en 2014 el 43% de la demanda de electricidad peninsular. El 21 de noviembre de 2015, más del 70% de esta se cubrió mediante eólica sin crear problemas en el sistema eléctrico. Los autores de este texto -Carralero, González, Velasco y Victoria- repasan a continuación dos hojas de ruta –una francesa y otra española- que dicen que el 100% renovable es técnicamente posible hoy y económicamente conveniente.
Superados los prejuicios...
Vencidos los miedos iniciales, ahora es el momento de plantearse si existirán otros límites que imposibiliten el objetivo último de un sistema eléctrico totalmente renovable en España. Aunque el informe que Greenpeace publicó en 2007 ya demostraba que el recurso renovable es más que suficiente para cubrir la demanda quedan, algunas preguntas importantes que deben ser respondidas. Entre ellas, ¿cómo se generará energía en aquellos momentos en los que no haya suficiente viento o sol?; o, en otras palabras, ¿cuánto almacenamiento o potencia de respaldo serán necesarios?, ¿cuál es el mix de fuentes de generación renovable más adecuado?; y, por último, ¿cuánto nos costará la electricidad producida mediante este nuevo sistema?
Las respuestas a estos interrogantes requieren un modelado del sistema eléctrico que contenga parámetros variables tales como la potencia instalada de cada tecnología, capacidad de almacenamiento, evolución de la demanda global, estrategias de regulación de demanda, etcétera, y, a continuación, una simulación del funcionamiento del sistema con datos reales de cada hora del año para determinar la combinación de parámetros óptima en base a figuras de mérito bien escogidas (garantía de suministro en cada hora y el coste del sistema, entre otras).
Aproximaciones
Un primer acercamiento al problema fue realizado en España por un informe de Greenpeace, en el que se proponía un primer modelo viable basado en una combinación de eólica y termosolar hibridada con biomasa (una versión posterior de este informe discutía cualitativamente cómo cubrir toda la demanda energética, y no sólo la eléctrica, mediante renovables). Más recientemente, el Observatorio Crítico de la Energía ha publicado un informe titulado “Hacia un sistema eléctrico 100% renovable: El ejemplo de Francia y su extrapolación a España”, informe en el que revisamos dos trabajos con un enfoque similar y centrados en intentar describir cómo sería un sistema basado exclusivamente en fuentes renovables.
El primer documento analizado -“Vers un mix électrique 100% Renouvelable en 2050”- describe el posible funcionamiento del sistema eléctrico francés y ha sido elaborado por Ademe (Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie). El segundo trabajo estudiado consiste en el diseño de un sistema eléctrico totalmente renovable para España realizado en la tesis doctoral de Santiago Galbete. Hay que destacar que, dada la complejidad de estos modelos, así como los considerables recursos computacionales necesarios para llevar a cabo una optimización detallada –que no están habitualmente al alcance de particulares u organizaciones sociales-, es muy lamentable que ningún centro de investigación u organismo público cercano al sistema eléctrico hayan realizado un trabajo equivalente al de Ademe en Francia.
El principal problema técnico al que debe enfrentarse un sistema basado exclusivamente en fuentes renovables es cómo asegurar que la energía producida es igual a la demandada en todo instante de manera que se cumpla la garantía de suministro. El estudio de Ademe sobre el sistema francés propone como herramienta clave la gestión de la demanda, poniendo como ejemplo la carga de vehículos eléctricos en horario laboral y el apagado en breves períodos de tiempo de las calefacciones residenciales (en Francia un tercio de estas son eléctricas, mientras que, en el caso español, el potencial de control de la demanda a través de las calefacciones es notablemente inferior, pues hay mucha calefacción que emplea combustible fósil). Además, Ademe calcula que para garantizar el suministro en todas las horas del año sería necesario instalar una capacidad de almacenamiento de 0,35 gigavatios (GW) por cada GW renovable instalado.
Es decir, existen a grandes rasgos dos escalas temporales de controlabilidad: por un lado, la gestión de la demanda se utiliza principalmente para desplazar el pico de consumo diario a las horas donde la generación fotovoltaica es máxima, complementando a los sistemas de almacenamiento de corto plazo como las baterías y, por otro, los excesos de generación eólica se almacenan mediante la hidroeléctrica de bombeo para ser consumidos días o semanas después cuando no hay viento.
Para el caso de España, la tesis de Galbete plantea dos escenarios de cobertura de la demanda 100% renovable. En el primero, denominado “España-1”, la garantía de suministro se consigue instalando un total de ocho gigavatios (8 GW) de potencia renovable controlable (centrales de biomasa, geotérmica o solar termoeléctrica con sales fundidas) y aumentando la capacidad de bombeo hasta los 9 GW. En 2015 existen en España 2,5 GW de bombeo puro y 2,3 GW de bombeo mixto (en las centrales de bombeo mixto, el embalse superior recibe un aporte fluvial; en las de bombeo puro, el embalse superior solo recibe aportes del inferior). Además, un total de 3,3 GW adicionales están proyectados para 2020.
En el escenario “España-2”, la capacidad de bombeo requerida se limita a 6 GW y la potencia renovable controlable se aumenta hasta 12 GW. Es necesario recordar aquí que el hecho de que España sea una isla energética aumenta las exigencias de potencia de respaldo. En nuestro país la capacidad de intercambio con los sistemas extranjeros representa un 5% del pico de demanda mientras que, en Francia, conectada con varios países limítrofes, este ratio es del 14%.
Reparto por tecnologías
El siguiente asunto sobre el que merece la pena intentar extraer conclusiones es el relativo al reparto óptimo de tecnologías de generación. Para aportar un poco de contexto, conviene recordar que, en la actualidad, el sistema eléctrico francés se basa mayoritariamente en energía nuclear. En 2014 esta tecnología cubrió el 77% de la demanda mientras que la aportación renovable apenas supuso el 18%. El sistema 100% renovable optimizado por Ademe cuenta con un 63% de la potencia eólica, 17% solar y 13% hidráulica. En este caso, la potencia instalada eólica prácticamente cuadriplicaría la solar. En el trabajo de Galbete, los dos escenarios analizados difieren ligeramente en la potencia eólica y solar instalada (“España-1” incluye 63 GW eólicos y 34 GW solares; “España-2” incluye 54 GW eólicos y 27 GW solares), pero en ambos casos la potencia eólica es aproximadamente el doble de la solar.
Al contrario de lo que ocurre en Francia, donde el desarrollo de las renovables todavía es incipiente, en España sí existe una potencia significativa instalada. Pese a la nefasta política energética de los últimos años, a finales de 2015 había 23 GW eólicos instalados en España. Así, mientras que alcanzar un sistema 100% renovable en Francia requeriría multiplicar la capacidad eólica por más de veinte, en España sólo sería necesario duplicar o triplicar esta potencia, lo que en parte se podría conseguir mediante la repotenciación de parques ya existentes.
En cuanto a la energía solar, a finales de 2015 la potencia instalada en nuestro país era de 7 GW, de los cuales 4,7 GW eran fotovoltaicos y 2,3 GW termosolares. Aunque, en comparación con la eólica, podría parecer que la potencia solar instalada actualmente está más alejada de la necesaria, es evidente que simplemente con una legislación que no obstaculice la fotovoltaica se produciría un notable desarrollo de estas instalaciones en los próximos años. Si tenemos en cuenta que en Alemania existen en la actualidad 38 GW de potencia fotovoltaica parece claro que el desarrollo de esta tecnología es un requisito necesario pero perfectamente asumible para alcanzar un sistema basado exclusivamente en fuentes renovables en España.
Una de las principales diferencias técnicas entre el estudio de Ademe y el de Galbete consiste en que el primero apuesta más fuertemente por el almacenamiento (con una fracción de potencia del 33% frente al 5-8% prevista en el modelo español), mientras que el segundo hace mayor uso de generación por biomasa y geotérmica (8-12 GW frente a 3 GW en el modelo francés) para compensar la demanda. Sin embargo, en general, se puede decir que las propuestas para España y Francia son bastante consistentes: en ambas se presenta un mix basado principalmente en energía eólica, seguida por una fracción importante de energía solar e hidráulica, y apoyado por un sistema de almacenamiento y renovable controlable de dimensiones relativas comparables. Así pues, de ambos estudios se llega a la conclusión rotunda de que, desde un punto de vista técnico, un sistema 100% renovable es perfectamente posible con tecnologías disponibles en la actualidad.
Respecto al aspecto económico, los trabajos mencionados estiman el coste de generación de la electricidad en 2050. Para el sistema francés, Ademe predice un coste en torno a 77 €/MWh. Para el caso español, la tesis de Galbete estima que el coste en los escenarios considerados estaría comprendido en la horquilla 84-107 €/MWh, aunque el propio autor advierte la necesidad de actualizar el coste de las tecnologías renovables, en particular el de la fotovoltaica, que ha experimentado un espectacular descenso de precios en los últimos años. Estos precios son un 30-50% superiores a los del sistema actual, lo que no debería resultar un obstáculo insalvable para su viabilidad económica. De hecho, cuando se comparan estos valores con los 109 €/MWh que recibirá la central nuclear de Hinkley Point C en Reino Unido queda bastante claro que no se trata de una propuesta descabellada desde el punto de vista económico.
Pero es que, además, hay que tener en cuenta que en ambos estudios se han seguido unas estimaciones muy conservadoras en lo relativo al precio de los combustibles fósiles (que se ha asumido prácticamente constante) y que no se han incluido los costes de mitigación y adaptación a los efectos del cambio climático (ya en 2030, esos costes para España podrían rondar el 1% del PIB). Así, si consideramos que el precio real de la generación convencional puede subir mucho a medio plazo (recordemos que el precio de la electricidad en los últimos 6 años ha subido un 35% en Europa y un 70% en España), y tenemos en cuenta además la plétora de externalidades económicas positivas que una transición de este tipo puede traer (aumento de la soberanía energética, creación de puestos de trabajo, inversión en I+D y mejora del modelo productivo, etcétera), queda claro que se trata de una inversión muy sensata, e incluso indispensable para el futuro de nuestro sistema económico.
Si este tipo de transición es técnicamente posible y económicamente conveniente a medio plazo, queda preguntarse por qué no se está llevando a cabo, e incluso por qué se está obstaculizando sistemáticamente el desarrollo de las energías renovables en nuestro país. La respuesta, como ya hemos explicado en detalle en otros artículos, es exclusivamente política: el sistema eléctrico español está en manos de un oligopolio que tiene mucho que perder y poco que ganar con una transición a un sistema totalmente renovable. Ante todo, porque debe hacerse cargo del parque de centrales de ciclo combinado gravemente sobredimensionado construido en la pasada década y porque la generalización del autoconsumo (que sería una de las mejores maneras de extender la generación renovable) les haría perder una importante cuota de mercado.
Pero además, porque, como se demuestra en los informes anteriores, uno de los principales requisitos de un sistema con una alta penetración renovable es que toda la potencia controlable y toda la capacidad de almacenamiento disponibles se utilicen para equilibrar sus fluctuaciones de generación, lo que no sólo es virtualmente imposible en un mercado marginalista como el actual sino que, a efectos prácticos, supone eliminar las prácticas especulativas de las que provienen buena parte de los beneficios del sector (los windfall profits suponen típicamente la mitad de los beneficios en España de las grandes eléctricas).
Entre tanto, tras la liberalización del mercado, la privatización de Endesa, la disolución de la Comisión Nacional de Energía y la larga lista de procesos de desregulación ocurridos en las últimas décadas, el Estado español ha perdido casi completamente la capacidad de influir en un sistema eléctrico e introducir los cambios necesarios para comenzar la transición energética (y todo ello, obviando la falta de voluntad política inducida entre nuestros gobernantes por los frecuentes casos de puertas giratorias). Así, si Francia nos está adelantando en la transición energética -a pesar de partir de una cantidad mucho menor de energías renovables y de enfrentarse al desmantelamiento del mayor parque nuclear del mundo- es porque retiene un grado de control público sobre su sistema eléctrico mucho mayor.
De todos modos, la conclusión de estos trabajos es bastante esperanzadora: un sistema 100% renovable es perfectamente factible desde el punto de vista tecnológico y, además de ser muy conveniente en términos medioambientales, también lo es en términos económicos. Sin embargo, podemos estar seguros de que, en la medida en que el sistema eléctrico esté únicamente controlado por las fuerzas del mercado esta transición no se llevará a cabo. Así pues, el primer paso para una electricidad totalmente limpia es lograr que algo tan crítico para la sociedad y el medio ambiente como es el sistema energético deje de servir a los intereses de un puñado de grandes empresas y vuelva a estar bajo el control de la ciudadanía.
* Los autores de este texto son Daniel Carralero, Aída González, José Luis Velasco y Marta Victoria, miembros del Observatorio Crítico de la Energía (OCE). Impulsado por un grupo de jóvenes físicos e ingenieras, el OCE se forjó a principios de 2007 con el objetivo de emprender una actividad pública orientada a la "regeneración del sistema democrático". Según explican en su portal, "los principios fundamentales sobre los que se organiza dicha actividad tienen su origen en una crítica a la insostenibilidad ecológica y económica de nuestra sociedad y a la degradación de la cultura democrática".
El OCE se postula como "foro de discusión y análisis en el que se intenta generar un discurso riguroso e informado para abordar estas cuestiones desde una postura que combine la solvencia del método científico con la conciencia política y social". El Observatorio se define como “una organización independiente y sin ánimo de lucro que no recibe financiación externa de ningún tipo; los gastos derivados de su actividad son sufragados por sus miembros”.
