El Sistema Eléctrico Español IV: Más Sobre Horas de Funcionamiento

Manuel Fernández Ordóñez

La tercera entrega de esta serie sobre la estructura y comportamiento del sistema eléctrico español se dedicó a analizar las horas equivalentes de funcionamiento para cada una de las tecnologías de nuestro mix eléctrico. Allí determinamos cómo casi todas las tecnologías funcionaban una media de 2.000 horas anuales (menos del 25 % del año) mientras que la energía nuclear funcionaba una media de 8.000 horas (en torno al 90% del total de horas anuales). Lo importante de aquel artículo fue establecer que hay tecnologías que funcionan 2.000 horas porque el sistema quiere que funcionen ese tiempo, mientras que hay otras tecnologías que funcionan 2.000 horas porque no pueden funcionar más tiempo. No es cuestión de decisión del operador del sistema, no es una ley que obliga a parar esas tecnologías en caso de exceso de demanda, es simplemente que no dan más de sí.

En esta cuarta entrega quiero ilustrar estas afirmaciones con datos de producción reales. Antes de entrar en harina, me gustaría comentar que es bastante difícil conseguir datos de producción horaria en el caso de la energía solar. En la página web de Red Eléctrica se pueden conseguir las producciones (en intervalos de 10 minutos) para casi todas las tecnologías del régimen ordinario y algunas del especial, pero la solar no está entre ellas. He buscado, rebuscado y encontrar estos datos es francamente complicado. Finalmente, un compañero me ha pasado unos datos “confidenciales” sobre la producción de un cierto parque solar del sur de España cuyo nombre no revelaré para no comprometer a mi confidente. Si alguien dispone de datos y me los quiere pasar será un placer poder echarles un ojo.

Por tanto, tengo los datos de producción solar de la semana del 15 de Marzo del 2010. De todos los días disponibles he elegido el de mayor producción solar para que este tipo de energía saliera beneficiada en la comparación. Quiero dejar claro que la elección de cualquier otro día hubiera disminuido la cantidad de energía producida por ese parque. He elegido, por tanto, un día soleado y sin nubes en todo el día, el óptimo de producción. Lo que vamos a hacer es comparar los factores de operación horarios de diferentes tecnologías a lo largo de todo el día 15 de Marzo de 2010. Estos datos aparecen representados en la siguiente figura:

Evolución diaria de los factores de operación de diversas tecnologías de generación eléctrica. Elaboración propia con datos de Red Eléctrica (menos la fotovoltaica).

La forma de interpretar esta gráfica es la siguiente. El día 15 de Marzo comienza a las 00:00 de la noche y a esa hora tenemos las centrales nucleares a plena potencia, al 100% de su capacidad. En cambio, tenemos 4 de cada 5 centrales de gas apagadas (factor de carga 20%) y 4 de cada 5 molinos no funcionan, aproximadamente. Hagamos nuevamente hincapié en el matiz diferenciador entre estas dos tecnologías, 4 de cada 5 centrales de gas no funcionan porque las hemos apagado, pero podrían funcionar si quisiéramos (como sucede en el caso de las nucleares). Sin embargo, 4 de cada 5 molinos no funcionan porque no hay viento, y eso no lo podemos solucionar. Potencia instalada mucha, energía producida poca. Muchos MW, pocos MWh, fin de la historia.

Va pasando la noche y a eso de las 6:00 de la mañana (cuando España se despierta y empieza a aumentar la demanda eléctrica) comenzamos a encender centrales de gas porque el viento sigue sin soplar. A las 8:00 de la mañana comienza a brillar el sol y la energía solar empieza a dar algo de electricidad, pero muy poquita. El día sigue evolucionando mientras la producción eólica sigue disminuyendo, a las 13:00 de la tarde 9 de cada 10 molinos en España no funcionan. Entre las 14:00 y las 16:00 se alcanza el pico de producción de la energía solar y luego comienza a decaer, de tal modo que a las 19:00 de la tarde ya no produce apenas electricidad.

Toda esta evolución nos deja un panorama complicado de cara a abastecer el pico de máxima demanda diaria, que tiene lugar entre las 19:00 y las 21:00 de la noche. A esa hora los paneles solares no producen absolutamente nada porque ya no hay sol y, en este día en particular, 4 de cada 5 molinos están parados a esa hora porque no hay viento. Si fuera un año seco tampoco se podría utilizar la energía hidráulica porque no habría agua. Con las centrales nucleares haciendo su trabajo de manera impecable, siempre al 100% de su carga, únicamente nos queda una solución: encender centrales de gas hasta abastecer la demanda de electricidad. Es justamente lo que se hizo ese día a tenor de la gráfica. Aún así, nótese que en el pico de demanda únicamente funcionaban la mitad de las centrales de gas que tenemos. Nótese también la estabilidad en producción de la energía nuclear, una línea constante al 100% durante las 24 horas del día. Conclusión, por muchas renovables que tengas en el sistema no te aseguran que cubras la demanda. Cierto día, a cierta hora puede que no haya viento y sea de noche. En ese momento todo dará igual, no tendrás energía.

No se confunda el lector. No he elegido este día en particular porque la producción eólica fuera baja, lo elegí porque era el único día para el que tenía datos en los que la solar fotovoltaica saliera bien parada. Si hubiera elegido otro día, la producción solar no hubiera alcanzado un factor de operación tan elevado. Conviene aclarar que, si bien la producción nuclear, eólica y de gas de esta gráfica tiene en cuenta el total de España, la curva de la solar únicamente tiene en cuenta 4 ó 5 paneles solares de una granja solar determinada (es decir, le estoy dando todas las ventajas a esta tecnología eligiendo el mejor día y los mejores paneles de todo el parque). Si tomáramos el total de España la cosa sería sensiblemente peor. De todos modos me gustaría que el lector se percatara de que, aún en el óptimo de producción, el factor de operación solar no llega al 100% en ningún momento.

¿Qué quiero decir con los datos de la gráfica anterior? ¿Quiero insinuar que las energías renovables son innecesarias? ¿Que son inmaduras? ¿Que no sirven para nada? En absoluto. Con esta gráfica únicamente quiero poner de manifiesto un hecho, que las energías renovables son impredecibles, que no son fiables y que no se puede basar la estructura de generación únicamente en ellas como algunos predican (la elección del verbo predicar no es aleatoria). No si no se dan los dos siguientes aspectos: 1) que el parque español se sobredimensione hasta límites kafkianos y 2) que se desarrollen tecnologías de almacenamiento de energía. Hasta que esto no suceda ni piensen en abastecer la demanda únicamente con renovables, el que lo piense no vive en la realidad.

Una muestra más de lo variable de la disponibilidad renovable se muestra en la siguiente figura, donde vemos la contribución diaria de generación eléctrica del régimen especial en el período 2006-2009. Los picos verdes corresponden a la energía eólica:

Evolución de la generación eléctrica del régimen especial entre Enero de 2006 y Marzo de 2009. Mercado Eléctrico 2008. OMEL

Ya lo ven ustedes, hay días que la energía eólica produce mucha electricidad… y hay días que no produce nada. Hay días que hay viento… y hay días que no. Si no se desarrollan tecnologías de almacenamiento ni sueñe usted en basar la planificación de un sistema eléctrico con esta gráfica, la industria se echará a temblar…y se irán a otro sitio. Después de esto viene el desempleo… más.

Me gustaría finalizar este análisis comentando la evolución histórica de los factores de operación. Se escuchan argumentos que dicen que con el avance de las tecnologías, el número de horas equivalentes que funcionarán las energías renovables irá aumentando año a año. Es posible, no lo niego. Tal vez se desarrollen aerogeneradores que funcionen con velocidades del viento más bajas o se construyan paneles solares con una eficiencia mayor. Mientras tanto observen ustedes esta figura:

Evolución de las horas equivalentes de funcionamiento para las energías eólica, solar fotovoltaica y nuclear entre 1998 y 2010. Elaboración propia con datos de la Comisión Nacional de la Energía.

Como podemos ver, la energía eólica no ha aumentado sus factores de operación en los últimos 12 años. Con la energía solar tenemos un efecto parecido, aún no ha conseguido pasar de las 2.000 horas de funcionamiento en un año, en ninguno de los últimos 12. Es posible que la evolución tecnológica mejore estos números, pero con los miles de millones de euros en subvenciones que nos hemos gastado los españoles en estas dos energías desearíamos que las perspectivas de futuro fueran más alentadoras. A modo de comparación, podemos ver el factor de operación de la energía nuclear, siempre en torno a las 8.000 horas de funcionamiento, con oscilaciones debidas a las paradas para recargas de combustible.

Si hablamos de seguridad de suministro y disponibilidad eléctrica los datos no admiten discusión, ¿verdad? Energías renovables sí, pero con criterio y en su justa medida. Sobredimensionar el parque eléctrico hasta límites insospechados únicamente para darles cabida a los MWh renovables el día que sople el viento es una temeridad económica (por llamarlo de alguna manera). Todas las fuentes son necesarias, todas ayudan…pero unas ayudan más que otras y mejor que otras. Se trata de elegir lo mejor en cada momento ¿o es que en realidad se trata de otra cosa?

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Comentarios

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Estimado Manuel.

Obvias la producción de energía eléctrica a partir de biomasa y biogás, que en función del último Plan de Energías Renovables (2005-2010), ostentaba más del 40% de producción de la energía primaria de las renovables. Este tipo de plantas, basadas en la combustión directa de biomasa y/o residuos, así como de la combustión del biogás producido mediante fermentación, se corresponden con el tipo de instalaciones 100% gestionables, que permitirían su acople al sistema eléctrico las 24h y en función de las necesidades del mercado. Serían un complemento a las fuentes no gestionables como la solar y la eólica.

El futuro 100% renovable es factible, siempre y cuando se avance en las tecnologías de acumuladores, en la redes inteligentes y en el uso de vectores energéticos, tales como el hidrógeno. Con el actual sistema de regulación eléctrico es imposible. Necesitamos el mix actual, el cual siempre he defendido (excepto por las fuentes fósiles)

Saludos

Estimado Fernando,

Hay que distinguir entre energía eléctrica y energía primaria. Los datos que ofreces corresponden a la energía primaria. Pero aquí hablamos de electricidad, no de cada vez que mi abuela echa leña a la cocina de su casa o a la chimenea, eso no cuenta.

Los datos de la Comisión Nacional de Energía establecen que durante el 2010 (hasta Diciembre) la biomasa produjo 2804 GWh (apenas el 1% de la demanda) y el biogas no sale ni en las tablas.

Un saludo.

[...] (Fuente de datos de operación: Blog “Ciencia y Tecnología Nuclear”) [...]

Hola Fernando me podrías explicar esto que dices es que no lo entiendo bien “”"”"”Ya lo ven ustedes, hay días que la energía eólica produce mucha electricidad… y hay días que no produce nada. Hay días que hay viento… y hay días que no. Si no se desarrollan tecnologías de almacenamiento ni sueñe usted en basar la planificación de un sistema eléctrico con esta gráfica, la industria se echará a temblar…y se irán a otro sitio. Después de esto viene el desempleo… más.”"”"”"”
como funciona el mercado eléctrico?????
por que creo que utilizas los gráficos como te sale del potorro

y para colmo tu terminación de ruina total es acojonante vamos que si usted se va al paro, nos arruinamos todos venga ya

mienten y mienten porque es uno de los suyos el gobierno es uno de los suyos este añp han ganado mas dde 18.ooo millones de euros mienten y mienten para hacerte ver que son necesaria estas las multinacionales que las hacen y los otros que nos roban con el consentimiento del gobierno mienten mienten no hay que fiarse de ningun gobierno Angela Merkel ha cerrado siete Obama va a cerrar las suyas en EDEUU en Suiza lo mismos los suecos estan pidiendo que las cierren visto lo visto en Japon mienten el dinero es lo que les interesa y estan dispuestos a todo nucleares muchas muertes para el beneficio de unos pocos mientennnnnnnnnnnnnn

Estimado Manuel,

Leo en el blog ECOLAB, de El País lo siguiente “Las plantas nucleares del país no son capaces de realizar este trabajo. Si bien en Francia sí hay centrales atómicas que pueden regular su producción de forma rápida para solucionar posibles desviaciones del sistema, en España no están preparadas para ello y una vez que arrancan siguen siempre funcionando a un mismo ritmo. Así pues, la seguridad del sistema eléctrico recae en centrales hidráulicas y plantas de ciclo combinado (que emiten CO2).”

Es decir que el hecho de que las nucleares sean las que están siempre enchufadas y soportando la red, es porque no tiene la flexibilidad o capacidad de subir y bajar. ¿es esto cierto?

Saludos,

Alfredo

«un compañero me ha pasado unos datos “confidenciales”»
Muy científico, sí señor…

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