La integración de las energías renovables en el sistema eléctrico

Por: | 31 de octubre de 2012

ALBERTO CARBAJO

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El modelo energético español se ha venido caracterizando por un crecimiento continuado del consumo de energía muy por encima de la media europea por un empeoramiento de la eficiencia energética esto es que para la producción de una unidad de PIB se ha precisado elevadas cantidades de energía. La intensidad energética ha presentado una tendencia creciente hasta el año 2005, año en el que se produce un punto de inflexión con reducciones significativas en los primeros años siguientes y posteriores estabilizaciones que nos llevan a fecha de hoy todavía a una mayor intensidad energética de nuestra economía respecto a Europa, lo que hace necesario que uno de los puntales de la política energética deba ser el ahorro y las medidas de eficiencia energéticas.

Las tasas de aumento del consumo energético, dado que éste está basado fundamentalmente en productos petrolíferos, que representan el 59% del total del consumo en gran medida por el elevado peso del transporte, ha contribuido decisivamente al crecimiento de las emisiones de gases de efecto invernadero hasta el año 2008 en que se inicia el descenso por el fuerte ajuste derivado, especialmente en 2009, de la crisis económica que se puso de manifiesto con un descenso en todos los agregados de la oferta del PIB en ese año.

Otro rasgo característico del sector energético en España es su elevada dependencia energética del exterior, de forma que el 80% de la energía consumida en España procede de las importaciones. Este porcentaje, además, crecerá en el futuro acercándose al 92% y situándose muy por encima del promedio europeo, hoy cerca del 55% y con tendencia también creciente hasta el 65% en el año 2030. Ello no solo supone riesgos en términos de seguridad energética, sino también en términos de competitividad, ya que hace a España más vulnerable ante shocks de los precios energéticos internacionales en relación al conjunto de la U.E.

Teniendo en cuenta todos estos factores, el desarrollo de las energías renovables se ha convertido en una de las opciones estratégicas que ha priorizado la política energética española. El desarrollo renovable registrado en España ha traído consigo importantes ventajas económicas, ambientales y de seguridad energética. Este desarrollo ha contribuido a reducir el elevado peso del petróleo y sus derivados en la cesta energética española. Por el lado ambiental al tratarse de energías sin emisión de C02, la mayor producción de energía con fuentes renovables ha conseguido reducir las emisiones de C02 del sector eléctrico, manifestándose como un elemento básico para el cumplimiento de los objetivos comprometidos con Europa de alcanzar reducciones de estas emisiones del 20%, utilizando entre otras medidas instrumentales la presencia de las energías renovables hasta un 20% del consumo final de energía en el año 2020.

El contexto actual y futuro se caracteriza por una entrada masiva de energía renovable y de carácter estocástico (no gestionable) que tendrá un efecto directo significativo sobre el funcionamiento del sistema eléctrico.

La volatilidad y dificultad de previsión de la producción no gestionable implica que el Operador del Sistema debe disponer en todo momento de la capacidad de generación gestionable, suficiente para hacer frente a una variación importante de la previsión de dicha generación. Esta necesidad es importante en el horizonte entre las 4-5 horas, tiempo de arranque (y por tanto, sin margen de maniobra para el Operador del Sistema) de los ciclos combinados desacoplados de la red. Los elevados errores de previsión de producción renovable, si bien con el tiempo se van moderando, y de demanda en este horizonte temporal requieren de la misma disponibilidad de potencia garantizada.

Una de las características de la energía eléctrica es que no puede almacenarse como tal a gran escala a día de hoy. Esto supone que para el correcto funcionamiento del sistema eléctrico debe existir un equilibrio dinámico permanente entre producción y consumo. Cualquier desequilibrio entre demanda y generación se traduce en un desvío de frecuencia respecto a su valor nominal, -50 Hz. Este desvío es tanto mayor cuanto mayor sea el desequilibrio generación-demanda y menor sea la inercia del sistema.

La integración de energías renovables en un sistema eléctrico de potencia supone nuevos desafíos en su operación.

Algunos de estos están relacionados con las características inherentes del propio sistema. En este sentido, cabe destacar para el caso del sistema eléctrico español el alto grado de aislamiento, que lo convierte prácticamente en una isla energética desde el punto de vista eléctrico.

La segunda característica propia del sistema eléctrico español que supone un desafío para la integración de energías renovables es la morfología de la curva de carga. Dicha curva varía en función de la época del año, día de la semana, temperatura, etc. Sin embargo, su característica más destacable es la diferencia en el consumo en las horas punta y valle, lo cual se traduce en un elevado valor del cociente entre el máximo y el mínimo consumo (del orden de 1,7, mientras que en otros sistemas eléctricos europeos está en torno a 1,3). Esta característica se explica en gran medida por el relativo bajo peso de la industria española, con consumos que pueden ser mantenidos durante todo el día, dentro del consumo energético español, ya que la demanda doméstica y comercial se concentra en unas determinadas horas
del día, mientras que en otras es mucho más baja.

Por último la tercera dificultad que las energías renovables presentan para su óptima integración en el sistema eléctrico de potencia se analiza destacando, en primer lugar, la alta incertidumbre asociada a la predicción del recurso primario, para describir a continuación los problemas introducidos por las principales tecnologías de generación.

Dificultades debidas a la variabilidad y difícil predictibilidad del recurso primario. Dificultades debidas a las características de las tecnologías de generación con fuentes renovables.

La introducción masiva de generación renovable, en horas de baja demanda, puede suponer una necesidad de reducir la energía a producir por las centrales de producción con fuentes de energía renovable no gestionable (son los denominados vertidos de energía renovable), para mantener el equilibrio generación-demanda para garantizar la seguridad del sistema en todo momento. Los servicios de ajuste gestionados por el operador del sistema tienen por finalidad adaptar los programas de producción resultantes de la contratación de energía para garantizar el cumplimiento de las condiciones de calidad y seguridad requeridas para el suministro de energía eléctrica.

Por tanto, se prevé un mayor uso de los mecanismos de ajuste del sistema (corrección de desvíos y reserva terciaria) debido a las desviaciones con respecto al programa de generación de la procedente de fuentes renovables por errores de su previsión.

Hay 15 Comentarios

Excelente información, gracias por compartir

Una nota de hace 6 años muy alejada de la realidad, por lo menos en México, también me gustaría leer que esta pasando en la actualidad.

Una nota de hace 6 años y la alejada realidad en la actualidad de México y países Latinos.
La integración de energías renovables en un sistema eléctrico de potencia supone nuevos desafíos en su operación.

Excelente información, me gustaría saber si tienen un articulo con la situación actual.

Muy interesante. Excelente información. La educación sobre las energía renoavables es una de las mejores inversiones que podemos hacer por nuestro futuro, en http://enlight.mx sabemos que es muy importante la innovación como una medida para las nuevas generaciones.

Sin duda la predicción de generación de energía renovable se convierte en un elemento esencial para la integración de estas fuentes de energía en el sistema eléctrico.
Actualmente, existen modelos de predicción capaces de proporcionar previsiones de generación para dentro de 15 minutos mostrando datos para los siguientes 15 días con alta precisión.

http://www.gnarum.com/prediccion-generacion-energia.html

Aquí les dejo el enlace a un artículo interesante sobre la energía renovable marina, espero les guste.
Saludos.
http://www.negociotecnologico.com/2012/11/sistema-generador-de-energia-renovable-a-traves-de-las-olas/

El sistema electrico es muy complejo y veo adecuado implantar las energias renovables.

En respuesta a Antonio Pérez: ese 80% de dependencia se refiere a energía primaria (están incluídos los combustibles fósiles, gas, uranio, etc) con cualquier destino (transporte, calefacción, generación eléctrica), no se refiere únicamente a la electricidad consumida, que efectivamente es producida en un 98% en España.

Dos inversiones muy necesarias:
-Mayor interconexión con Francia/Europa (cuando se acabe la actual línea en construcción nos situaremos tan sólo en una capacidad de intercambio del 6% de la demanda)
-Más centrales hidráulicas reversibles como la de Bolarque, que permitan bombear aguas arriba para almacenar los excedentes de producción eólica.

El autor omite referirse al servicio de interrumpibilidad: es decir, el derecho que tiene el sistema para reducir la demanda de algunos grandes consumidores industriales, que por ello reciben un dinero muy importante.
Este servicio, del que no se ha hecho ningún uso, pues es inncecesario en la situación de sobrecapacidad actual de generación eléctrica nos cuesta muchos millones de euros al año (se pretende incrementar el año próximo) cuando su valor real en la situación actual es prácticamente nulo, y supone un descuento a clientes industriales, soportado por el resto de la demanda eléctrica.

No entiendo lo que decís respecto a la dependencia energética de españa respecto al exterior, afirmáis en el artículo que el 80% de la energía que se consume en españa proviene de importaciones, lo que veo una auténtica exageración, esa cifra no es correcta, ni mucho menos

Saludos

Excelente análisis, la clave está en el equilibrio consumo-producción, hay que garantizar producción para un consumo muy variable, y ese es el gran problema.

Bajar la dependencia energética pasa tmbién por cambiar la manera de concebir el transporte urbano
www.bicicleta-electrica.blogspot.com
Salud y pedal

Perfecto el analisis, sobre todo en lo referente a,"..... la alta incertidumbre asociada a la predicción del recurso primario" sic. a las "Dificultades debidas a la variabilidad y difícil predictibilidad"...sic de la fuentes, que la FA debería considerar solucionado con la propuesta alternativa de la patente española de invención P9501627.

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