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Un camino hacia la gestionabilidad…
El Curtailment, una realidad que cada día afecta más a la generación mediante fuentes renovables, y a tener muy en cuenta en los próximos años
Texto:
Juan José García Pajuelo
Director Técnico Unidad de Energía de Arram Consultores, SL
En la actualidad, además de otras muchas cosas importantes a tener en cuenta en el apasionante mundo de la generación de energías mediante renovables, nos encontramos ante una situación en la que cada día nos deberíamos ir familiarizando más con esta palabra, “Curtailment”. Fenómeno que, en el presente año, ha sucedido o se ha aplicado en ocasiones puntuales y a lo largo de algunos meses muy concretos, pero que, en un futuro no muy lejano, si la tendencia no cambia, se llevará a cabo de manera bastante más repetitiva, con el impacto que dicha actuación conllevará en los balances y estudios financieros, así como en los periodos de amortización de las inversiones que las diferentes partes intervinientes han de tener en cuenta en el desarrollo de renovables.
Una vez dicho esto, seguramente nos estemos preguntando el porqué de este fenómeno o de qué se trata, y es algo tan sencillo como lo que ocurre, debido a que tanto el sol como el viento tienen el problema de la intermitencia. Como sabemos muy bien, no siempre luce el sol y cuando lo hace su intensidad es variable; y, de la misma forma, no siempre sopla el viento, por lo que su variabilidad también es amplia. Esto motiva a que haya momentos en los que se produce más energía de la que es demandada (exceso de sol y/o de viento), y este desajuste entre producción y demanda, provoca el denominado “Curtailment”, es decir, que haya un exceso de electricidad de origen fotovoltaico y/o eólico que no se aprovecha, situación que es ineficiente y constituye una contradicción con el objetivo de generación eléctrica sostenible.
Dicho suceso, obliga al operador de red, velando siempre por la estabilidad del sistema nacional de distribución y transporte de energía, a tener que compensar dicho desfase, llevando a cabo a través de los centros de control, una reducción o limitación de la inyección de potencia mediante una consigna a las diferentes plantas de energía renovables, generalmente centrándose en solares fotovoltaicas y eólicas, con un punto de conexión a lo largo de su red.
No obstante, aunque la palabra y su definición sea fácil de explicar o sintetizar, no lo es tanto el motivo del porqué sucede, así como las repercusiones que tiene y sobre todo las posibles soluciones futuras que puedan posibilitar la reducción de este acontecimiento al máximo y es en eso, es en lo que nos vamos a centrar a continuación.
¿A qué se debe y cuál es la repercusión que tiene?
Si tiramos de hemeroteca y observamos los datos ofrecidos por el operador del sistema para este mes pasado de noviembre, nos encontramos con una distribución de potencia instalada en el que como vemos, la suma de energía entre eólica y fotovoltaica asciende a un 43,84% con respecto al resto.
POTENCIA INSTALADA SEGÚN TECNOLOGÍA DE GENERACIÓN
Extrapolando los datos de la misma fuente a lo que ocurría a lo largo de un día, y si en concreto “centramos el tiro” en analizar la generación de energías renovables, nos damos cuenta de lo anteriormente expuesto, y es que la generación, sobre todo de fotovoltaica, se centra en las horas centrales del día donde la demanda no está en su pleno apogeo.
PERFIL DIARIO DE GENERACIÓN EÓLICA Y FOTOVOLTAICA (MW)
PERFIL DE DEMANDA DIARIO
La curva de pato
Esto se hace más clarividente, cuando a “golpe de vista” se nos muestra el perfil de energía acumulada a lo largo de un día, donde se puede percibir el desequilibrio de tiempo entre la demanda máxima y la producción de energía renovable, debido a que, la demanda máxima se produce después de la puesta del sol, cuando la energía solar ya no está disponible.
Este efecto es particularmente más relevante en esos lugares donde se ha instalado una cantidad sustancial de energía eléctrica solar, ya que la cantidad de energía que debe generarse a partir de fuentes distintas a la energía solar o eólica, muestra un rápido aumento alrededor de la puesta del sol y los picos en las horas de la tarde, produciendo un gráfico que se asemeja a la silueta de un pato, de ahí su nombre.
PERFIL DE GENERACIÓN ACUMULADA (MW)
El gran aumento en la generación de instalaciones fotovoltaicas, ha incrementado la oferta y provocado una disminución en los precios. Sin embargo, esto supone una dificultad añadida para el operador del sistema eléctrico (Red Eléctrica), quien debe conseguir y vigilar el equilibrio entre la oferta y la demanda, viéndose obligado en ocasiones a ordenar la parada o reducción (Curtailment) de la generación en determinadas instalaciones renovables. No debe extrañarnos ver a veces que no giran las palas de los aerogeneradores aún en días con suficiente viento o que las instalaciones fotovoltaicas tengan ordenes de parada, pudiendo estar, por las condiciones climatológicas, a pleno rendimiento.
Conclusiones y lecciones aprendidas…
Nos encontramos ante un paradigma futuro con bastante incertidumbre, con una generación fotovoltaica y eólica pura (con conexión directa a red) que en los últimos años ha crecido de manera exponencial y con una tendencia al alza, que tarde o temprano y debido al auxilio que la red de distribución y transporte actual nos está pidiendo, ha de cambiar.
ANÁLISIS DE LA CURVA DE DEMANDA ACUMULADA (USO ALMACENAMIENTO)
¿No creéis que es el momento de analizar el mercado que tenemos delante de nuestros ojos? ¿No pensáis que es ahora cuando se ha de regular el mercado del almacenamiento, con unos precios que no “maten” su rentabilidad y usar esta herramienta como manera de aplanar la curva de demanda frente a la de generación? ¿No consideráis que es hora de pararnos un poco a pensar y observar la gráfica anterior, y plantearnos mediante el uso del almacenamiento y/o hibridación, dar una vuelta a la curva de generación acumulada y tener un defecto de generación en horas centrales (almacenando energía) y un aumento en horas de demanda punta (inyectándola)? ¿Es el momento quizás de hibridar y aprovechar esa energía que debido al “Curtailment” estamos desaprovechando?
Desde Arram Consultores, pensamos que sí, y por lo tanto os invitamos a dar una pensada juntos de la situación y propongamos soluciones hacia una red mucho más gestionable…
La curva de pato representa un desafío en la gestión de la oferta y la demanda de energía eléctrica en presencia de una creciente participación de la generación renovable intermitente. Sin embargo, con soluciones adecuadas, es posible mitigar sus efectos y avanzar hacia una matriz energética más sostenible y eficiente. El almacenamiento de energía, la flexibilidad en la demanda, la mejora de la infraestructura eléctrica y la diversificación de la matriz energética son estrategias clave para abordar este desafío futuro.
¿Te subes al carro?
Ángel Luis Arce Pardo (Arram Consultores): “El eCombustible es una nueva manera de mover el mundo”
Entrevista con
Ángel Luis Arce Pardo
CEO de Arram Consultores
¿Qué es el eCombustible?
Es un gas sustitutivo del Gas Natural, una energía totalmente nueva, eficiente, sostenible y respetuosa con el medio ambiente, se trata de un nuevo combustible a base de agua con un alto poder calorífico y 100% libre de emisiones de carbono.
¿Cuáles son las características del eCombustible?
Son variables y por ello pueden ser configuradas para que el eCombustible pueda ser empleado en los equipos existentes sin necesidad de modificaciones de las instalaciones del cliente y al no necesitar ser transportado largas distancias permite reducir las emisiones de carbono asociadas al ciclo de vida de los combustibles convencionales.
¿Cómo es el proceso para la generación del eCombustible?
Se trata de un proceso patentado de electrolisis mejorada (mucho más eficiente que el convencional) por el cual se puede generar un gas de síntesis a partir del agua. Mediante el uso de la energía eléctrica la molécula de agua se consigue descomponer en Hidrógeno y Oxígeno.
Esta tarea se lleva a cabo en un Skid con 36 celdas las cuales son alimentadas con impulsos especiales que reducen significativamente el consumo de energía. El Hidrógeno pasa a través de un reactor magnético que modifica las características de la molécula. Posteriormente se almacena (mínimamente) por separado el Hidrógeno y el Oxígeno listos para su uso. La unión nuevamente de ese Hidrógeno y ese Oxígeno en el quemador es lo que forma la molécula de eCombustible.
En la combustión únicamente se libera vapor de agua eliminando totalmente las emisiones de carbono y por su eficiencia puede reemplazar el 100% de combustibles fósiles tradicionales. Representa una transformación histórica en el proceso de las energías térmicas.
¿Cuál sería la diferencia entre el Hidrógeno convencional y el eCombustible?
La principal diferencia sería que a la tecnología para la obtención del Hidrógeno convencional le faltarían entre 8 y 10 años para ser competitiva en el mercado y la de eCombustible es una realidad. El precio actual del Hidrógeno convencional podría rondar los 200 €/MW y en el caso del eCombustible estaríamos muy por debajo de una cuarta parte de ese precio.
¿Se pueden considerar instalaciones de riesgo para los usuarios?
Se trabaja a muy bajas presiones en todo el proceso (máximo 100 psi), por lo que se minimiza el riesgo (la peligrosidad del Hidrógeno es cuando se comprime a altas presiones para licuarlo, almacenarlo y transportarlo). En nuestro caso se consume en la planta de fabricación todo el eCombustible lo que se produce de manera directa y continua.
¿Cuáles serían las virtudes del eCombustible?
Las virtudes son las siguientes: gas modulable (se puede setear el gas para que se adapte a las características técnicas de la aplicación en concreto), el subproducto que se genera es vapor de agua (se reduce a cero las emisiones de CO2), puede reemplazar al 100% a cualquier combustible fósil, y todo ello se hace de manera eficiente en términos económicos pudiendo competir sin problema con los combustibles fósiles.
Me gustaría dar un dato relevante: con el agua de una botella se puede producir la energía que consume el ser humano en un día y al mismo tiempo se emite tanto oxígeno como un árbol. Esta tecnología está certificada por líder mundiales en ingeniería.
¿Quiénes son los posibles consumidores del eCombustible?
Principalmente todas aquellas empresas consumidoras intensivas de gas natural, como pueden ser las industrias cerámicas, vidrieras, mineras, metalúrgicas, etc. Todas ellas podrían obtener la independencia del gas (actualmente procedente de Rusia o Argelia), con todo lo que ello significaría. Lamentablemente ha sido la guerra de Ucrania la que nos ha hecho ver la excesiva dependencia que tenemos en la Unión Europea de estos países.
Estas empresas, con la implantación de esta tecnología, podrán eliminar en su totalidad el pago de los derechos de emisiones de CO2 a la atmósfera, aumentando así su competitividad.
¿Existen empresas en el mundo que tengan implantada esta tecnología?
Hasta ahora se habían realizado varias pruebas piloto en diversas instalaciones de Latinoamérica fundamentalmente (Brasil, Perú o Colombia), pero la primera planta que se monta en un proceso industrial es en la Planta de Arcillas Atomizadas en la localidad de Onda (Castellón), perteneciente al Grupo Pamesa. Fernando Roig, su CEO, ha decidido abanderar esta tecnología con esta primera planta de 8 MW, teniendo previsto llegar hasta los 800 MW en las instalaciones de su grupo empresarial. Además de Pamesa, ya se está trabajando con algunas compañías mineras en diferentes partes del mundo.
¿Qué inversión requiere una instalación de eCombustible?
Podemos hablar de un ratio medio de alrededor de 800-900.000 €/MW. Esta inversión garantiza una importante reducción del gasto energético. Como dato, en el caso de Pamesa en el año 2022, el 30% de su facturación se destinó al pago del Gas Natural.
¿Qué papel juega Arram en todo este proceso del eCombustible?
Somos la ingeniería elegida por eCombustible para acompañarlos en su proceso de expansión por la Unión Europea, encargándonos de la realización de los proyectos técnicos, de las autorizaciones administrativas, de la implantación de la tecnología, búsqueda de los proveedores y supervisión y control de la ejecución de las instalaciones. Para ARRAM es un orgullo ser un eslabón de esta cadena que puede contribuir a la sostenibilidad del planeta.
¿Cómo ha llegado eCombustible hasta Arram?
Somos una Ingeniería de referencia en el sector de las energías renovables en España, desde el año 2004, habiendo apostado por la formación de nuestro personal técnico en la innovación. Ello nos permite estar en contacto con los principales agentes mundiales ya que España es líder en el sector.
Se habla mucho de las energías renovables y quizá se monopolice en exceso con las instalaciones fotovoltaicas o eólicas, ¿es comparable eCombustible con estas tecnologías?
Se considera una buena planta eólica la que consigue 3.000 h de funcionamiento anual, y 2.500 h para la fotovoltaica, en nuestro caso podemos hablar de 8.760 h/año, lo que convierte a esta tecnología en enormemente competitiva. En este momento se están realizando las pruebas para la aplicación del eCombustible en turbinas de cogeneración, cuando estas finalicen habremos dado un gran paso en la generación de la energía eléctrica de manera sostenible.
Energías renovables sí, pero con cariño
Texto: Alberto Álvarez Méndez
Business Development Manager
Arram Consultores
Hacerlo bien, buscando generar un impacto social y medioambiental positivo, no significa retrasar la transición a las renovables
Con lo presente que lo tenemos a día de hoy, casi parece mentira que las primeras conversaciones sobre la amenaza que representaba el cambio climático se remonten a finales de los años 70. Fue entonces, en la Conferencia Mundial sobre el Clima de Naciones Unidas, donde, por primera vez, se buscó establecer estrategias globales para estabilizar la concentración de gases de efecto invernadero (GEI) en la atmósfera. Vinieron después el Convenio Marco sobre Cambio Climático (1992) y el Protocolo de Kioto (1997), con sus altos y sus bajos. Más de 40 años después, y con el Acuerdo de París de fondo, sin embargo, parece que por fin existe unanimidad acerca de la importancia de avanzar juntos hacia la neutralidad climática y, lo que es más importante, voluntad para impulsarla. Mirar hacia otro lado ya no es una opción. Pero ¿qué puede aportar el sector energético en este ámbito?
Hace ya tiempo que las energías renovables pasaron a ocupar un lugar significativo entre las herramientas identificadas para afrontar la crisis climática. En la última década, de hecho, su implantación ha experimentado un crecimiento exponencial, animada, también, por el aumento de los precios del petróleo.
El impulso de las renovables en España
En el contexto actual, marcado por una crisis energética mundial que empuja a reducir urgentemente la dependencia de los combustibles fósiles y en base al denominado “paquete de invierno” (“Energía limpia para todos los europeos”, COM (2016) 860 final), que la Comisión Europea presentó en 2016, España aprueba en marzo de 2021 el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2021-2030 (PNIEC), en el que se establece como principales objetivos; la descarbonización, el impulso de las energías renovables; la eficiencia energética; la seguridad energética; el mercado interior de la energía; y la promoción de la investigación, la innovación y la competitividad.
En cifras, para 2030, el Plan busca:
- un 23% de reducción de emisiones de GEI respecto a 1990.
- un 42% de renovables en el uso final de la energía, el doble que en 2020.
- un 39,5% de mejora de eficiencia energética; y
- un 74% de presencia de energías renovables en el sector eléctrico, en coherencia con una trayectoria hacia un sector eléctrico 100% renovable en 2050.
La buena noticia es que el Plan afronta actualmente su primera revisión al alza, pues ya se superan las expectativas marcadas: el parque de generación con fuentes de energía renovables en España a finales de 2022 ascendió a 70.452 MW, registrando el valor máximo histórico, y con él se ha producido el 42,2 % de la generación total según datos de Red Eléctrica Española (REE).
El desafío territorial
El Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO) tiene como objetivo estratégico que el 100 % de la energía producida en España en 2050 provenga de fuentes renovables para lo que espera alcanzar el 74 % de energía eléctrica renovable en 2030 frente al 42,2 % obtenido en 2022.
Ahora bien, esa transición energética presenta importantes retos territoriales. Según la Agencia Internacional de la Energía, las ciudades consumen un 67 % de la energía y suponen un 70 % de las emisiones de dióxido de carbono, aun cuando únicamente suponen un 3 % del territorio mundial, lo que resulta en una gran desigual en la implementación de las instalaciones renovables en los territorios.
España, en particular, se caracteriza por ser de los países de la Unión Europea con la mayor desigualdad en lo que a la distribución de su población se refiere. Nos encontramos con territorios pequeños y rurales poco poblados y que padecen profundos procesos de despoblamiento. El 84 % de los municipios españoles tiene menos de 5.000 habitantes según el Instituto Nacional de Estadística (INE).
Como resultado, son los municipios rurales los que albergan aproximadamente el 81 % y el 85,5 % de las plantas de producción solar y eólica.Sin embargo, las inversiones renovables ubicadas en zonas rurales no llegan a traducirse en un significativo impacto social positivo para las mismas, ya que el despliegue de renovables por sí sola no puede corregir las tendencias de despoblación que sufren algunas zonas de España desde hace décadas. Esto es: aun dejando un retorno local en forma de impuestos para las administraciones locales e ingresos por el alquiler de terrenos para los propietarios de las tierras, su reducida intensidad en empleo sigue siendo su principal punto débil.
Maximizar los beneficios para todos
Este desequilibrio generado, debe ser afrontado por los implicados desde un intenso diálogo, predisposición y por supuesto desde el Cariño, entendido desde sus definiciones de “Inclinación de amor o buen afecto que se siente hacia alguien o algo” y/o “Esmero o afición con que se hace una labor o se trata una cosa” según Real Academia Española (RAE).
Cariño para minimizar su impacto negativo y maximizar sus beneficios, priorizando un modelo energético no especulativo que desligue la producción de energía de las dinámicas de máxima rentabilidad, que incentive la economía local, generación de empleo directo e indirecto permanente, la disminución del consumo y la eficiencia de la producción, y por supuesto, buscando el menor impacto en la biodiversidad.
Desde ARRAM Consultores, asesoramos a nuestros clientes para lograr esta cohesión con el territorio, fomentando la comunicación transparente y fluida con entidades públicas y privadas, aportando estratégicas socioeconómicas, garantizando la conservación de la biodiversidad con medidas compensatorias adaptadas al territorio de implantación y animando la participación ciudadana a fin de hacer frente a las verdaderas necesidades locales.
Identificar los problemas que se pueden generar es imprescindible, así como la implantación de medidas en plena coordinación con estas comunidades locales y bajo una lógica de creación de valor compartido.
Un gran ejemplo de ello, lo encontramos en la certificación del Sello de Excelencia en Sostenibilidad desarrollado desde la Unión Española Fotovoltaica (UNEF), cuyo objetivo es validar y consolidar su compromiso con las comunidades en la que se instalan, evaluando las medidas propuestas por los promotores, englobadas en 4 ejes principales:
- El Impacto socioeconómico, que busca la creación de valor compartido con la comunidad local en la que se ubicará el proyecto.
- Los criterios de gobernanza, implicando a la comunidad local en el desarrollo del proyecto y garantizando que atienda a las necesidades específicas del territorio.
- La Integración ambiental y protección de la biodiversidad, incorporando medidas de integración de la biodiversidad y renaturalización.
La Economía Circular, asegurando la gestión de residuos al final de su vida útil.
Tenemos la oportunidad de cambiar el presente produciendo energía de forma respetuosa con el entorno, para mejorar nuestro futuro y aportando, así, múltiples beneficios sociales, económicos y medioambientales. Por eso, debemos abogar por una gestión no precipitada y ordenada, necesaria para armonizar el desarrollo energético, vigorizando el compromiso para minimizar el impacto de la transición energética sobre algunos de nuestros valores más singulares, sensibles y amenazados de las áreas rurales.
Aunemos esfuerzos y busquemos el camino del cariño. Haciendo referencia al refrán popular, “Dos no se pelean si uno no quiere”.
Concursos de capacidad: concursos de paciencia
Texto:
Ángel Carlos Bernáldez Rodríguez
Director de la Unidad de Energía de Arram
Hablando por boca de nuestro típico cliente que se dedica al desarrollo de plantas de generación de energía eléctrica renovable, quiero hacer un análisis de cómo han transcurrido los acontecimientos en los últimos años al respecto de la capacidad disponible en la red eléctrica.
La capacidad de la red es hace ya tiempo el bien escaso. No son los terrenos, no es el músculo financiero, ni las barreras tecnológicas. Y como es habitual, un bien escaso atrae a quienes lo precisan con especial voracidad.
Este escenario fue el que provocó que en fechas previas a la planificación 2021-2026 (que se aprobó en 2022), se produjeran avalanchas de solicitudes de capacidad en redes existentes pero también en redes futuras: avales y seguros de caución depositados, solicitudes cursadas imposibles de atender, incluso proyectos sin un mínimo de viabilidad en cuanto al emplazamiento porque, como decía antes, ese no era un asunto primordial.
La reacción por parte del Ministerio para la Transición Ecológica fue legislar para intentar ordenar y gestionar la capacidad de acceso y conexión, ya que es necesario que los proyectos se conviertan en realidades y así cumplir con los objetivos del PNIEC (Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2021-2030). Aquí hago una relación cronológica de estas actuaciones:
Junio 2020: se publica el RDl 23/2020, donde el artículo 1, titulado «Criterios para ordenar el acceso y la conexión a las redes…», obliga al cumplimiento de ciertos hitos administrativos a los promotores: solicitud de AAP, admisión a trámite, obtención DIA favorable, de la AAP, AAC y AAE; so pena de pérdida del punto de conexión y ejecución de garantías.
Diciembre 2020: se publica el RD 1183/2020, de acceso y conexión.
El Capítulo V: Concursos de capacidad de acceso, marca las reglas por las que un nudo puede entrar a concurso, y cómo llevarlo a cabo. Si bien no es imperativo para el Ministerio bloquear los nudos que cumplan los criterios, la realidad ha sido que todos los nudos que cumplen están señalados como nudo a concurso.
En cuanto un nudo es señalado como de concurso, se inadmiten solicitudes y se suspenden los procedimientos iniciados en los mismos. Con esto, se termina con la solicitud indiscriminada de capacidad, y se abre un esperanzador concurso con criterios técnicos, ambientales y socioeconómicos.
Estos concursos «bloquean» en total casi 290 nudos, casi 100.000MW.
Decía el RD 1183/2020 que «la orden de convocatoria de un concurso tendrá lugar en un plazo máximo de 10 meses desde la fecha de la resolución de la Secretaría de Estado de Energía»; pero en posterior modificación del art. 20: …la orden de convocatoria de un concurso tendrá lugar en un plazo máximo de doce meses …., cuando la potencia reservada supere los 10 GW, se podrán celebrar varios concursos sin que el plazo transcurrido entre dichos concursos supere los seis meses.”
Desde entonces, lo único que tenemos es un borrador de bases de concurso de 17 nudos (uno por Comunidad Autónoma, lo cual no es un criterio técnico sino político). Este borrador ha recibido una gran cantidad de alegaciones por errores en su planteamiento: por ejemplo, desde ARRAM hemos advertido de que la puntuación no suma el 100%, que no está clara la puntuación de proyectos ligados a autoconsumo, que el criterio excluyente ambiental es tan restrictivo que hará inviables los proyectos; y me temo que estas y muchas más aportaciones han paralizado al Ministerio con la intención de reestudiar completamente las bases para evitar lo que sería un auténtico freno al sector. Me refiero a un concurso mal formulado que dé lugar a posteriores impugnación y, posiblemente, al bloqueo de la capacidad de acceso hasta que un juzgado decida si el proceso ha sido justo…es decir, años y años después.
La posición del promotor de plantas de generación ha ido evolucionando desde la “ilusión” por un método ordenado y claro para acceder a la capacidad, a una resignación de cuándo saldrá algún concurso y cuáles serán sus bases. Han pasado de ser proactivos y adelantar trámites, estudios ambientales, estudios socioeconómicos del territorio para estar preparados, a decir que cuando salgan las bases ya lo analizaremos. Los propietarios de terrenos no entienden las explicaciones que los promotores les dan, no entienden que esa planta que se va a ejecutar no pueda avanzar cuando escuchan en las noticias que necesitamos renovables para no depender del gas Ruso. Empiezan a perder la paciencia, se rompen acuerdos y lo que es peor, se percibe una sensación de que esto no es lo que me habían dicho.
El sector necesita una señal para reconducir esta situación. El Ministerio debería publicar urgentemente algunos concursos, que demuestre que esta es la finalidad de todo este proceso y que los promotores e inversores sepan que habrá un goteo de concursos a los que merece la pena acudir.
Energía de Castilla y León 