Energía y Sostenibilidad

Proyecto DESERT: el sol del desierto que iluminará Europa

La Unión Europea pretende que en el 2020 el 20% de la energía consumida en los países que la integran sea de origen renovable. Aunque Europa es rica en fuentes renovables (viento, sol, geotérmica, biomasa, etc.), la elevada densidad de población en el continente europeo y, por lo tanto, la escasez y el elevado precio del terreno complica que estas tecnologías lleguen a ser competitivas con las fuentes tradicionales de generación de electricidad.

 

Una red internacional denominada TREC (Trans-Mediterranean Renewable Energy Cooperation) ha llevado a cabo un estudio de diseño y viabilidad de una red de producción y distribución de electricidad renovable (proyecto DESERT) que se basa en la tecnología solar térmica de concentración para la generación de electricidad y líneas de Corriente Continua de Alto Voltaje (HVDC) para la transmisión.

 

El 0.3% de la superficie del desierto del Sahara  (en el desierto la radiación solar es tres veces superior a la radiación en terrenos con vegetación típicos de Europa) abastecería de  electricidad a los países de la Unión Europea, Oriente Medio y Norte de África a un precio estimado de 0,04 €/kWh, a la vez que cubriría las necesidades de agua potable de los países miembros mediante la utilización del calor residual de las plantas de generación de electricidad para la desalinización de agua de mar.

[Mª Jesús Marcos Crespo]

Europa  consume 2.450 TWh/año de electricidad, de los cuales una gran parte se obtienen a partir de combustibles fósiles. Aunque Europa tiene un gran potencial de energías renovables (viento, sol, geotérmica, etc.), cuenta con un par de inconvenientes, en primer lugar la elevada densidad de población del continente y por otro la temporalidad de los recursos. Así, con respecto a la energía eólica las zonas con mayor potencial (Noruega, Dinamarca o Escocia) la cantidad y velocidad del viento en verano es muy inferior a su capacidad de producción en invierno.

Una red internacional de más de 50 personas entre científicos, políticos y expertos  creado bajo el auspicio del Club de Roma y denominada TREC (Trans-Mediterranean Renewable Energy Cooperation)  ha llevado a cabo un estudio para demostrar la viabilidad del abastecimiento de electricidad y agua  a Europa, el Oriente Medio y Norte de África  denominada EU-MENA totalmente a partir de energías renovables. Para ello han realizado un estudio sobre capacidades de producción en los diferentes países y su integración, así como la posibilidad de desarrollar una línea de transmisión de la electricidad entre los países integrantes. La figura muestra una propuesta inicial de generación y transmisión de dicha electricidad.

La reducción considerable de cantidad y velocidad de viento en verano que sufren los países de Norte de Europa podría ser compensada con los parques eólicos en el norte de África, que es precisamente en verano cuando cuentan con mayor capacidad de producción.

Con respecto a la energía solar, los expertos proponen la utilización de células fotovoltaicas en los países europeos, pero para la producción masiva se inclinan por tecnologías solares de concentración. Estas tecnologías, al contrario que la fotovoltaica que genera directamente electricidad a partir de la luz solar, basan su funcionamiento en concentrar la luz solar mediante espejos y utilizarlos para calentar un fluido (agua, sales fundidas, aceite, etc.) que posteriormente sirve para generar un vapor utilizado en turbinas de potencia. Esta tecnología además de resultar más sencilla desde el punto de vista técnico, tiene un coste de producción considerablemente más bajo que la fotovoltaica y, además, tiene la posibilidad de almacenamiento del calor generado y su utilización durante los periodos de nubes o durante la noche. Por otra parte, el calor residual se puede utilizar para la obtención de agua potable por desalinización de agua de mar o bien en bombas de calor para aire acondicionado.

Las tecnologías solares térmicas de concentración no utilizan toda la energía del sol, sino que únicamente sirve la radiación directa. Esta radiación es hasta tres veces mayor en los desiertos que en Europa, por lo que la propuesta de los expertos pasa por la producción de la electricidad en el Sahara y su transmisión a Europa. Según sus estimaciones el 0,3% de la superficie del Sahara sería suficiente para producir toda la electricidad necesaria del área EU-MENA, así como para proporcionar el agua necesaria para estos países del norte de África suponiendo una reducción del 70% de las emisiones de CO2 en la región.

La electricidad generada se transmitiría a través de una red de Corriente Continua de Alto Voltaje (HVDC) cuyo diseño es otra parte del proyecto y que tiene como objetivo disminuir las pérdidas de electricidad en la transmisión, que no superarían el 3% cada 1.000 km. Estas pérdidas supondrían el 10-15% de la electricidad generada, pero compensada porque las centrales térmicas en el Norte de Europa producen 3 veces más energía que en Europa. A pesar de que frecuentemente se haya propuesto al hidrógeno como vector energético, esta forma de transporte de energía es mucho menos eficiente que por transmisión HVDC desde el punto de vista de estos expertos.

Las tecnologías necesarias para realizar este proyecto están suficientemente desarrolladas y demostradas. Así, la transmisión de electricidad por HVDC ha sido utilizada mucho por ABB y SIEMENS y han manifestado que el trazado de la red Traes-Mediterránea no representa ningún problema. Con respecto a las centrales de energía solar térmica de concentración con tecnología cilindro-parabólica han sido utilizadas comercialmente en California desde 1985, y hay varias centrales en proyecto de construcción en España. El Centro Aerospacial Alemán (DLR) ha calculado que el coste actual de la energía generada con esta tecnología, que en la actualidad está entorno a los 0,14-0,18 euros KWh, se reduciría a 0,08-0-0,12 €/kWh con una potencia instalada de 5 GW y 0,04-0,05 €/kWh si dicha potencia instalada asciende a 100 GW (aproximadamente 100 centrales nucleares) y que es la que se tiene previsto instalar en el 2050. Con respecto al coste de instalación una central de colectores cilindro-parabólicos con 16 horas de almacenamiento supone 1 M€/MW instalado frente al 1,6 M€ de coste del MW nuclear.

La instalación de plantas termosolares en el Norte de Africa para exportar 100 GW de electricidad en el años 2050 necesitaría una inversión de unos 400 millones de Euros en 30 años o de 13 billones de euros anuales (8% del presupuesto en defensa de los 25 países miembros de la UE) , aunque realmente y siempre según los estudios realizados por el grupo TREC sería necesaria únicamente una inversión pública de 10 billones de euros hasta que, a medida que aumentara la potencia instalada y por lo tanto se redujera el coste del KW generado, estas tecnologías fueran competitivas con cualquier otra tecnología.

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