¿Aumentan las renovables el riesgo de apagones en la red eléctrica?
Al día de hoy no hay una idea definitiva de cómo debe ser un sistema eléctrico con una penetración de renovables más allá del 50-60 %. Aunque en una cosa sí hay consenso: el almacenamiento de energía va a ser crucial.
Dificultades y riesgos
Entre las fuentes de energía renovables se distinguen claramente dos tipos: las gestionables y las variables.
- Las gestionables. Energías como la hidroeléctrica y la biomasa pueden producir energía a demanda, igual que las convencionales. Se integran en la red eléctrica sin dificultades, pero, desafortunadamente, su potencial de expansión está muy limitado por factores geológicos y geográficos. Las principales cuencas hidrográficas ya están siendo utilizadas y la producción de biomasa está limitada por la cantidad de bosques existentes o compite con la producción agrícola.
- Las variables. Estas renovables, como la eólica y la solar, producen energía solo cuando el recurso está disponible. Tienen un gran potencial de expansión, pero como su nombre indica, no están siempre disponibles. Aquí radica la dificultad para ser integradas en la red eléctrica. Para lograr una gran penetración, es necesario disponer de suficientes mecanismos de respaldo en forma de almacenaje o fuentes de energía gestionables para cubrir los periodos de baja producción.
La red eléctrica también es susceptible de sufrir fallos que den lugar a apagones. Estos errores pueden deberse a problemas en la generación, como la avería de un grupo en una central, o a algún fallo en el sistema de distribución, como puede ser la caída de una línea. En ocasiones, un fallo aleatorio puede desencadenar un apagón en cascada que puede afectar a una gran parte o a la totalidad de la red eléctrica.
La frecuencia (cuántos apagones hay cada día) y su alcance (cuántos clientes se ven afectados), junto con el costo económico asociado, permiten cuantificar el riesgo de estos apagones y evaluar la resiliencia de la red. En una red con una alta penetración de renovables, la ocasional insuficiencia de generación debida a la variabilidad se suma a los fallos aleatorios, pudiendo aumentar el riesgo de apagones.
Evaluamos el riesgo para distintos escenarios
Una gran inclusión de renovables en el sistema eléctrico exige, por lo tanto, planificar detalladamente cómo se va a gestionar la variabilidad teniendo en cuenta el costo-beneficio de los métodos de control.
Las dos estrategias más extremas son las siguientes:
- Mantener suficiente capacidad de generación gestionable (renovable o no renovable) como para cubrir los períodos de baja o cero producción de las renovables variables, con el correspondiente sobrecosto económico pero con un bajo riesgo.
- Añadir renovables variables sustituyendo a las centrales convencionales al acabar su ciclo de vida, con el consiguiente ahorro económico pero con un alto riesgo.
Para penetraciones medias, las energías renovables disminuyen el riesgo de apagones gracias a una generación más distribuida, que disminuye la carga de las líneas y reduce el impacto de un posible fallo en las lineas de transmisión.
El límite está en el 80 %
Resumiendo, nuestro análisis del riesgo de apagones con una creciente penetración de energías renovables variables muestra que no hay grandes dificultades en llegar a cubrir el 40-50 % de la demanda eléctrica, pero que llegar a cotas mucho más altas requiere de medidas adicionales como sobrecapacidad de generación o sistemas de apoyo.
Consecuentemente, el precio de generación de las renovables variables es muy competitivo en el escenario por debajo del 50 %, donde no se requieren sistemas de control adicionales. Sin embargo, en un escenario con el 80 % o más de renovables variables, aumentan los costes debido a la necesidad de sobrecapacidad, almacenamiento y equipos de apoyo para mantener el riesgo bajo.
Nuestros modelos muestran que no sería viable sobrepasar el 80 % solo con renovables variables sin aumentar en gran medida el riesgo de apagones. Para alcanzar el 100 % de generación eléctrica son imprescindibles las fuentes de energía renovables gestionables para la fiabilidad del sistema.
Finalmente, cabe indicar que los métodos de control de la demanda en momentos de baja producción de las renovables variables o medidas de reducción del consumo permitirían reducir la necesidad de sobrecapacidad de generación y el riesgo de apagones. Estas posibilidades no han sido contempladas en nuestro trabajo, y el análisis económico y societario de todas estas medidas requiere de un estudio detallado e interdisciplinar.
Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Podés leer aquí la versión original.
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