“Los curtailments no son el enemigo”

La crisis climática hace que la transición energética sea una necesidad. Esto implica que todas las fuentes de energía fósiles deben desaparecer lo antes posible.

Una motivación clave para una transición rápida a la electricidad es que los niveles de eficiencia son de dos a tres veces superiores a los del sistema energético basado en los fósiles. Esto impulsará un fuerte crecimiento del consumo de electricidad y fomentará un rápido cambio de las centrales eléctricas basadas en combustibles fósiles (gas, petróleo) a los sistemas de energías renovables. La eólica y la solar aportarán la mayor parte, ya que tienen los costes de producción más bajos y el mayor potencial con diferencia.

Sin embargo, la eólica y la solar son recursos energéticos renovables variables (variable renewable energy resources, VREs) que dependen del tiempo y de la estación. Su implantación a niveles de penetración ultraelevada en la red exige su transformación de recursos intermitentes a recursos firmes que estén permanentemente disponibles para satisfacer la demanda, 24 horas al día, 7 días a la semana y 365 días al año.

Cada vez son más los trabajos que demuestran que el elemento central de esta transformación es el almacenamiento implícito, que implica sobredimensionar las energías renovables y contemplar curtailments dinámicos desde el punto de vista operativo. Basándonos en varios estudios de casos concretos, deducimos que no solo es posible, sino económicamente viable, crear redes eléctricas con casi el 100% de energías renovables que suministren de manera firme energía limpia y satisfagan la demanda constante, siempre que los recursos de energías renovables se transformen de manera óptima de fuentes de generación no limitadas por las condiciones meteorológicas a fuentes de generación firmes.

Las VRE son capaces de desplazar económicamente por completo a todas las fuentes convencionales. Actualmente está surgiendo la tecnología de los inversores formadores de red o grid-forming, que resuelve los problemas de frecuencia y estabilidad de la red derivados de la sustitución de la generación de energía rotativa convencional.

Las tecnologías necesarias para transformar las VRE de generación variable a firme ya existen. Incluyen el almacenamiento de energía, la combinación óptima de VRE y otros recursos renovables, la dispersión geográfica y la flexibilidad de la oferta y la demanda. Lo más importante es que la transformación conlleva un exceso de construcción y un curtailment o vertido operativo de las VRE (también conocido como almacenamiento implícito). Esta estrategia garantiza unos costes totales de producción de VRE aceptables, que incluyen tanto la generación como el coste de integración en la red.

Los resultados de los distintos estudios, resumidos en un informe de AIE-PVPS, demuestran que el curtailment proactivo será una parte importante de la solución. En Suiza, se analizaron escenarios de una combinación de redes de electricidad 100% renovable para determinar el uso económicamente óptimo del curtailment para la fracción de electricidad fotovoltaica. Se demostró que un curtailment de entre el 10% y el 40% de la energía fotovoltaica es óptimo, con unos costes nivelados de la energía (LCOE) de entre 0,07 euros/kWh y 0,09 euros/kWh.

Cuanto mayor sea la integración eléctrica de Suiza con el sistema eléctrico europeo, menor será la necesidad de almacenamiento implícito. Pero lo más importante es que los escenarios con importación restringida de electricidad conducirían a un LCOE aceptablemente bajo, en el rango de 0,09 €/kWh, debido al concepto de almacenamiento implícito. En una evaluación paneuropea, un curtailment energético de aproximadamente el 30% es óptimo, lo que lleva a un LCOE de 0,029 euros/kWh, incluido el almacenamiento de hidrógeno. En la región del Midcontinent Independent System Operator (MISO) de Estados Unidos, se alcanza un curtailment óptimo del 35% con un 80% de energía fotovoltaica y un 20% de energía eólica, lo que lleva a un LCOE de 0,042 dólares/kWh.

Históricamente, los curtailment o vertidos se han considerado algo que hay que evitar y minimizar. Sin embargo, hoy en día hay que juzgarlo de otra manera. Una de las principales conclusiones del trabajo de la Agencia Internacional de la Energía es que el curtailment es un requisito previo de la transición energética y reducirá significativamente los costes totales de la transición. El almacenamiento será una parte importante en el futuro. Pero almacenar o transformar cada kilovatio-hora posible de energía fotovoltaica sería, sencillamente, demasiado caro.

Este habilitador no puede aplicarse y monetizarse inmediatamente porque aún no existe una normativa sobre energías renovables que permita vehículos de remuneración de la energía firme para los productores a cualquier escala (desde la residencial a la de servicios públicos). Es necesaria una reforma urgente de la normativa y deben revisarse los regímenes de apoyo a la producción de ERV. Si no se introducen cambios en los regímenes de apoyo para permitir el concepto de energía firme, el resultado serán unos costes globales mucho más elevados para la transición energética.

Este artículo forma parte de una columna mensual del programa AIE-PVPS. Ha sido elaborado en el marco de la Tarea 16 de AIE-PVPS – Recurso solar para aplicaciones de alta penetración y a gran escala por Jan Remund, Meteotest AG, Suiza.

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