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El año de la constatación de las ventajas de la complementariedad entre termosolar y fotovoltaica

Luis Crespo, presidente de Protermosolar y ESTELA

Este año 2018 ha sido muy importante para la tecnología termosolar por varios hechos muy relevantes: su prolífera expansión a países de África y Asia, en la gran mayoría de los casos con importante participación de empresas españolas; las referencias de costes alcanzadas en varios concursos internacionales, situando el ‘precio’ de la termosolar por debajo de los nuevos ciclos combinados a gas y, sobre todo, la demostración empírica de los imprescindibles beneficios para los sistemas eléctricos de la complementariedad de operación entre la termosolar y la fotovoltaica que, por ejemplo, se ha materializado en la reanudación del proyecto Cerro Dominador en Atacama (Chile), que combina una central termosolar de torre de 110 MW con 17,5h de almacenamiento, con una central fotovoltaica de 100 MW.

Dicha complementariedad se va revelando en este 2018 como una clara tendencia, como venimos apuntando desde Protermosolar. Cerro Dominador o los dos nuevos proyectos en Midelt (Marruecos), son buenos ejemplos de colaboración en unidades de negocio integradas, pero el mismo servicio podría concebirse con unidades independientes integradas en el sistema eléctrico de un país, gracias a los perfiles de operación de una y otra tecnología: la fotovoltaica suministrando electricidad durante el día y la termosolar, ayudando a la fotovoltaica en las últimas horas diurnas y generando también durante toda la noche, lo que permitiría desplazar gran parte del respaldo con gas natural, reducir emisiones y, además, a un precio medio imbatible por cualquier otra tecnología convencional o renovable.

El informe Transición del Sector Eléctrico. Horizonte 2030, que ha elaborado Protermosolar en 2018, demuestra y muestra como dicha estrategia de generación, con perfiles de despacho complementarios, puede ser una realidad en España, proporcionando a la tecnología una visibilidad que no tenía en relación con el papel que puede y debe jugar durante la próxima década en nuestro país.

El informe acredita que, con la contribución de la termosolar, en 2030 se podrá alcanzar una penetración de renovables en torno al 85%, una significativa reducción de emisiones en comparación con otros escenarios de mantenimiento de una elevada contribución del gas natural y, además, a un precio competitivo.

La metodología empleada por Protermosolar para elaborar el informe es sensiblemente más realista que los resultados de los modelos deductivos de expansión al mínimo coste, cuya sensibilidad a los datos de inversiones y gastos de operación en el cálculo de coste teórico de la electricidad es enorme. En la actualidad, ninguna de las tecnologías renovables proporciona resultados del coste teórico coincidentes con los resultados de las subastas o concursos a los que están siendo adjudicadas. Para más abundamiento, estos modelos no han impuesto condiciones de descarbonización previas a la optimización económica y ofrecen resultados con elevados vertidos y restricciones técnicas cuya solución requeriría vertidos adicionales a sus resultados iniciales. Sin embargo, el modelo de Protermosolar respeta los niveles mínimos de sincronismo del sistema y constata que todas las rampas que se exigirían a los ciclos combinados y a la biomasa están dentro de los rangos técnicos de dichas centrales.  

El informe Transición del Sector Eléctrico. Horizonte 2030, es la réplica y propuesta alternativa al informe de la Comisión de Expertos para la Ley de Transición Energética, utilizando, a diferencia de éste, una metodología de carácter inductivo que proyecta datos reales del funcionamiento horario de cada una de las tecnologías renovables a partir de una serie histórica de años pasados. A cada hora de 2030, se alcanza la demanda estimada en el informe de la Comisión de Expertos, poniendo a trabajar (de modo análogo al que realizaría el operador del sistema para llegar a su programa diario operacional básico, antes de restricciones técnicas) y asignando las distintas unidades de generación.

El escenario de renovables que ha empleado Protermosolar cuenta con la misma potencia renovable instalada del informe de la Comisión de Expertos, pero repartiendo entre fotovoltaica (25 GW) y termosolar (20 GW) la potencia solar aproximada correspondiente a toda la fotovoltaica (47 GW) e incrementando ligeramente la potencia eólica y la de biomasa, sin variar la potencia total de renovables de dicho informe, según ya hemos indicado, para alcanzar resultados comparables.

Las nuevas termosolares tendrían un almacenamiento mayor que el de las actuales centrales instaladas en España, de cara a alcanzar unas 3.500 horas equivalentes de operación al año. La clave, por la que se consiguen resultados tan espectaculares, es el despacho complementario de la termosolar y la fotovoltaica comentado anteriormente. Al ser los costes de la termosolar (cuya estimación de reducción fue muy conservadora en el informe de Protermosolar) menores que los del gas desde prácticamente el inicio de la próxima década, es natural que, al desplazar gran parte de la generación con gas, presente unos precios de generación inferiores en 2030 a los del caso base del de la Comisión de Expertos.

Otra importante diferencia es que Protermosolar va clausurando progresivamente las centrales de carbón y las nucleares (siguiendo sus plazos de concesión para estas últimas). En el gráfico se muestra la senda de penetración de las distintas tecnologías renovables, con una marcada prioridad para la fotovoltaica a corto plazo y hasta 2025, y de la termosolar a partir del momento en el que va desapareciendo la necesaria potencia síncrona y firme de las centrales nucleares y de carbón. Hay que destacar que, con el perfil de despacho propuesto para la termosolar, almacenando la energía durante el día y generando en la tarde/noche, su potencia sería absolutamente firme y sin desvíos para el programa diario que manejase el operador del sistema.

Sorpresivamente, a pesar de que el informe de Protermosolar no considera ninguna central nuclear operativa en 2030, el máximo nivel de respaldo de los ciclos combinados observado, en todas y cada una de las horas de los cuatro años proyectados de forma independientemente a 2030, es de 16 GW, es decir, menor que la potencia actualmente instalada, que es de unos 27 GW.

Es cierto que el informe de Protermosolar, al igual que el de la Comisión de Expertos, considera España como un nodo único y que, con seguridad, se darían restricciones técnicas a la hora de definir el programa diario viable. También es muy probable que las interconexiones para importar electricidad no estuvieran disponibles en algunos momentos en los que se ha considerado y que, además, habría que tener en cuenta reservas de seguridad. Pero también es verdad que los contratos de interrumpibilidad, la gestión cada vez más proactiva que se espera de la demanda y la posibilidad de utilizar las centrales hidráulicas con el objetivo prioritario de evitar el respaldo del gas (en el informe de Protermosolar se respetó la generación de la hidráulica y del bombeo de los años anteriores proyectándola hora a hora con ese mismo perfil a 2030) trabajarían en sentido contrario a las limitaciones reseñadas de nuestro informe, es decir, reduciendo la potencia de respaldo que se identificó en cada una de las horas de los cuatro años considerados.

Por ello, una propuesta lógica, teniendo en cuenta además el reducido número de horas que trabajaría la flota de ciclos a partir de la penetración de las renovables, sería ofrecer a los ciclos una rentabilidad razonable para un determinado número de horas anuales, a partir de una auditoría de costes, teniendo en cuenta en cada momento el coste del gas y de las emisiones. Esta sencilla fórmula simplificaría el modelo de pagos por capacidad, evitando generar nuevas situaciones especulativas con los mercados de balance y servicios auxiliares. De esta forma se reconocería su papel esencial como elemento regulador y se les libraría de incertidumbres futuras.

El informe de Protermosolar acredita que, gracias a las centrales termosolares, otro mix de generación es posible y deseable, sin térmicas de carbón ni nucleares, alcanzando el 85% de generación renovable en 2030, con unas emisiones (excluidas cogeneración y residuos) de tan solo 5 millones de toneladas de CO2. Las tecnologías solares, fotovoltaica y termosolar, combinadas inteligentemente pueden ser la principal fuente de electricidad del futuro, a un precio conjunto imbatible.

España es el país de Europa con mejores condiciones para la implantación de centrales termosolares lo que le proporciona una ventaja importante frente a las grandes dudas que tienen los países centroeuropeos respecto a la problemática de gestionabilidad de las renovables fluyentes. Esperemos que se sepa aprovechar.

Artículos sobre solar termoeléctrica | 20 de diciembre de 2018

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