OliNo Energías Renovables

“La integración de la energía eólica a gran escala en el suministro de nuestra electricidad es técnicamente posible. El sistema eléctrico existente es capaz de hacer frente al futuro con las variaciones de la demanda de electricidad y el abastecimiento (la oferta) de energía eólica, siempre y cuando se haga uso de los pronósticos del viento. Además, no hay necesidad de desarrollar ninguna instalación para el almacenamiento de energía.” Estas son las conclusiones más importantes de mi tesis que he defendido con éxito en la Universidad Tecnológica de Delft (Holanda). A continuación voy a explicar, en diez minutos de tiempo de lectura, cómo he llegado a estas conclusiones después de cuatro años de doctorado.

Energía Eólica

Nuestra sociedad gira alrededor de la electricidad. La mayoría de la electricidad proviene de centrales eléctricas de carbón y gas natural. Estos combustibles son fiables y asequibles, pero también tienen desventajas. Los combustibles fósiles son limitados y distribuidos de forma desigual sobre la tierra. Además, las centrales eléctricas convencionales emiten gases de efecto invernadero. Hay una necesidad urgente de alternativas renovables como la energía eólica. En los últimos años, la energía eólica se ha convertido en una fuente cada vez más importante de energía renovable. Las turbinas de viento también están aumentando de tamaño, como se muestra en la Fig. 1. Una gran turbina eólica terrestre ofrece ahora la electricidad suficiente para abastecer a cerca de 3000 hogares neerlandeses (11 GWh / año), una turbina en el mar puede abastecer a cerca de 5000 hogares (18 GWh / año). El año pasado, la energía eólica fue número uno en lo que respecta a la cantidad de capacidad nueva de generación de energía, más que el gas o el carbón.

Fig. 1: Desarrollo de turbinas eólicas en los últimos 25 años.

Variable e impredecible

Las desventajas de utilizar el viento como fuente de electricidad son que el viento a veces sopla y a veces no, y que este no se puede predecir perfectamente. Esto pone las cosas difíciles, porque la generación de electricidad debe ser en cada momento exactamente igual a la demanda. Fig. 2 muestra un ejemplo de las variaciones de la demanda de electricidad holandesa por hora y por día. Las centrales eléctricas convencionales adaptan continuamente su producción a los cambios de la demanda de electricidad, y también se ocupan de una interrupción inesperada de una central eléctrica. De esta manera, se aseguran de que la generación es siempre igual a la demanda. La energía eólica, por lo tanto, no es la única fuente de variaciones y imprevisibilidades; las centrales eléctricas pueden también dejar de funcionar de repente. Por lo tanto, la energía eólica no es de hecho un reto fundamentalmente nuevo: lo que importa, es si las centrales eléctricas convencionales pueden absorber las variaciones simultáneas de la demanda y del viento.

Fig. 2: Demanda de electricidad en los Países Bajos, segunda semana, 2007.

1/3 Energía Eólica

En mi tesis de doctorado he hecho simulaciones por ordenador de la red eléctrica holandesa con diferentes cantidades de energía eólica. Una cantidad de energía de 12 GW, de los cuales 8 GW en alta mar, produce la electricidad suficiente para cubrir aproximadamente un tercio de la demanda de electricidad holandesa. Las simulaciones muestran que las centrales holandesas serán capaces de compensar las variaciones de la demanda de electricidad y la oferta del viento en un futuro próximo. Esto siempre que se tengan en cuenta las últimas previsiones del viento. Incluso en una situación de rápido aumento de la demanda, por ejemplo, durante la mañana del lunes, una tormenta o un momento de calma repentina del viento, no causa ningún problema. Nuestro suministro de electricidad sigue siendo confiable con la energía eólica a gran escala.

Excedentes

Los resultados de las simulaciones indican que la energía eólica requiere una mayor flexibilidad de las centrales eléctricas existentes. A veces más reservas son necesarias, pero con mayor frecuencia las centrales tendrán que reducir la producción con el fin de hacer espacio para la energía eólica. En lugar de la cuestión que se plantea a menudo “¿Qué hacer cuando el viento no sopla?”, la pregunta “¿Qué hacer con toda la electricidad si sopla mucho viento en la noche?” es mucho más relevante. Especialmente durante la noche, cuando la demanda de electricidad es baja, la energía gratis del viento empujará la energía generada por carbón fuera del mercado. Inconvenientemente, sin embargo, las centrales eléctricas de carbón no se puede desconectar sin más. Una solución importante se encuentra en el comercio internacional de electricidad, porque los países extranjeros a menudo pueden utilizar este excedente. Además, la ampliación del “horario de apertura” del mercado eléctrico internacional es favorable para la energía eólica. En la actualidad, las compañías eléctricas determinan la cantidad de electricidad que va a comprar o vender en el extranjero con un día de antelación. La energía eólica puede ser mejor utilizada si la diferencia de tiempo entre el comercio y la previsión del viento es menor.

No es necesario de almacenamiento de energía

Mi investigación también demuestra que el almacenamiento de energía no es necesario. Este tipo de búfer adicional es necesario para el funcionamiento técnico del sistema eléctrico, y los enormes costes de inversión también hacen que deje de ser rentable. Los resultados indican que el mercado eléctrico internacional es una solución prometedora y más barata para el uso de la energía eólica. Hacer las centrales eléctricas más flexibles es también mejor que el almacenamiento. El uso de calderas de calefacción, por ejemplo, significa que la cogeneración de calor y electricidad operan con mayor flexibilidad, y como consecuencia se puede liberar capacidad para la energía eólica por la noche. El uso de energía eólica en el sistema eléctrico holandés podría dar lugar a una reducción en los costes de producción de 1,5 billones de euros al año y una reducción de emisiones de CO2 de 19 millones de toneladas al año. El carbón y el gas natural no puede mejorar eso!

Fig. 3: Parque eólico en alta mar en Gran Bretaña (© Siemens Wind Power).

Referencias

Bart Ummels. Operación de un sistema de alimentación con energía eólica a gran escala en entornos liberalizados. Tesis de doctorado, Universidad Tecnológica de Delft, 26 de febrero de 2009, con un resumen general en Inglés y holandés.

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