Consultorio CPI: Energías renovables
Iñaki nos pregunta:
Saludos
Hace poco que encontré vuestra web, y como todos, no puedo sino felicitaros por ella.
Me preocupa mucho el asunto de la ecología, los recursos naturales, y demás, y hace poco vi una entrada en menéame, donde ponía bien claro que el sistema actual se agotará en pocos años.Te comento esto como contexto para mi duda: ¿Qué hay de verdad en la energía solar? Es decir, hay gente que solo ve ventajas en los sistemas de aprovechamiento solar (placa fotovoltaicas, espejos concentradores, etc) y otros que no lo vemos tan claro. ¿Es aprovechable realmente la energía solar para alimentar toda la maquinaria actual, o por lo menos en parte?
Quizás se pueda decir de otra manera: ¿La energía solar es rentable desde el punto de vista energético? ¿Y ese posible rendimiento la hace práctica?
Muchas gracias
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Como sucede de vez en cuando y , por suerte, cada vez más a menudo, en CPI tenemos el lujazo de contar con gente experta que colabora con estupendos artículos. Hoy nos ayuda Nuke Baco, forero deluxe en CPI, un ingeniero que trabaja en renovables, la mar de generoso con su tiempo, y que se ha tomado unos buenos ratos para dar forma a la respuesta. Muchas gracias, Nuke. He dado formato a texto y tablas, he añadido algún enlace y he reescrito alguna frase porque la entrega de Nuke fue en dos partes que se superponían levemente. O sea, que el mérito es de Nuke. Los fallos, si quedan, son, por supuesto, culpa de la SGAE.
¿Es realmente viable la energía solar?
Pues bastante, en el sentido que actualmente en el mundo hay más de 2000 MW instalados y funcionando perfectamente. En concreto, la instalación de Europa mas antigua, situada en el LEEE de lucerna, Suiza lleva veinte años funcionando en perfectas condiciones.
El recurso solar es naturalmente extensivo, por lo que se necesita una amplia superficie para realmente cubrir un consumo total. En España el índice de irradiación se sitúa entre 3,5 y más de 7 kW·h/m2 al día. Teniendo en cuenta una demanda eléctrica de 700 GW·h y una eficiencia media de un 8% de conversión de energía solar a energía eléctrica (al rico problema de Fermi, oigaaaa) nos queda que para cubrir la demanda en España con energía solar únicamente necesitamos una superficie de <choricillo aritmético> 700 kW·h/0.08*3.5 kW·h/km2*0,3 (no todos los m2 son aprovechables) que resultan 8.333 km2, con lo que nos vale con 2/3 de la provincia de Guadalajara (8000/12000 km2) </choricillo aritmético>. O sea, que sí. Que se puede conseguir el abastecimiento energético a base de energía solar.
En cuanto a la rentabilidad energética, ya se ha comentado varias veces en el foro CPI que típicamente la rentabilidad energética de las placas fotovoltaicas se alcanza entre los 5-9 años de funcionamiento. Puede que parezca mucho, pero cualquier fabricante te garantiza el funcionamiento de la placa durante 25 años. Luego es claramente rentable energéticamente.
Viabilidad y coste de pasar toda España a las energías renovables
Avanzo una primera tabla con costes medios de producción y precios de mercado que tengo, para hacerse una primera idea las renovables hay que pagarlas, de media para que se construyan a 1 €/kW·h cuando el precio de mercado es de 0.4 €/kW·h luego en primera aproximación, el cambio a renovables sale a razón de (0.6*700.000) 420.000 euros diarios (más de 150 millones de euros al año), hummmm…mucha pasta:
| Tecnología | Precio final (€/MW·h) |
|---|---|
| Fotovoltaica | 436,5 |
| Eólica | 90 |
| Carbón | 50 |
| Hidráulica | 20 |
| Fuel+gas | 45 |
| Ciclo combinado | 40 |
| Nuclear | 30 |
| Precio promediado | 42,37 |
Nos estamos volviendo energéticamente renovables, pero, ¿hasta cuanto seremos capaces de llegar? Dado que las preguntas en CPI siempre requieren una respuesta, vamos a ver de qué fuente de energía primaria procede la energía eléctrica que consumimos (se incluyen también todas las “perdidas” del sistema en sus distintas fases):
| Balance eléctrico | MW·h | Porcentaje |
|---|---|---|
| Hidráulica | 2.033.734 | 11,6% |
| Nuclear | 3.057.595 | 17,5% |
| Carbón | 5.123.141 | 29,3% |
| Fuel+gas | 143.067 | 0,8% |
| Ciclo combinado | 3.670.584 | 21,0% |
| Parcial de régimen ordinario | 14.028.121 | 80,2% |
| Consumos de generación | -538.586 | -3,1% |
| Régimen especial | 4.004.373 | 22,9% |
| Generación neta | 17.493.909 | |
| Consumos en bombeo | -334.020 | |
| Saldo intercambios internacionales | -373.115 | |
| Pérdidas en transporte | -237.479 | |
| Demanda total de distribución | 16.549.295 |
Según Red Eléctrica de España (REE) en el mes de abril de 2007 se generó en barras de central (barras de central, sin contar perdidas de transporte y distribución, intercambios con otros sistemas eléctricos y consumos de bombeo) la nada despreciable cantidad de 17.500 GW·h, aproximadamente. De estos se produjeron en régimen especial (renovables) algo más de 4.000 GW·h, un bonito 22,9 %.
Hmmm….¿y cuánto hace falta para tirar todo de renovables? Pues no es una pregunta sencilla.
– La sustitución por potencia no es directa, es decir MW a MW porque falta el tiempo de uso, el MW·h.
– Las renovables tienen una característica básica: no son gestionables, la energía se produce cuando hay viento o cuando hay sol, por indicar las dos con mayor crecimiento en España. Y la producción no coincide con el perfil de carga. Por tanto habrá que contar con sistemas de almacenamiento energético.

Gráficas de demanda de energía eléctrica (izquierda) y oferta de energía eólica (derecha) en España. Puede observarse que es absolutamente necesario almacenar la eólica, pues su perfil de generación no se corresponde con el de demanda
Actualmente el método más eficaz de almacenamiento energético es con centrales de bombeo, que tienen un rendimiento global del 95 75%, más o menos; del resto de sistemas es destacable el almacenamiento de aire comprimido subterráneo, con un 80% de rendimiento. El resto no son ni planteables. El hidrógeno es I+D ahora mismo, con un 12% de rendimiento máximo, con lo que tendremos que quedarnos las hidráulicas, y convertir unas cuantas en reversibles (el 100%) .
Vamos a hacer cálculos (en modo Fermi)
Tenemos que sustituir 12.000 GWh mensuales por energías renovables. Tomando las proporciones actuales algo corregidas (contando una muy alta instalación de solar)
| Tecnología | Porcentaje |
|---|---|
| Fotovoltaica | 5% |
| Eólica | 60% |
| Biomasa, Solar térmica… | 15% |
| Minihidráulica | 20% |
Con sus correspondientes horas equivalentes mensuales (116, 166’7, 4375 y 250 respectivamente) nos resulta los bonitos MW necesarios para sustituir la generación convencional menos la hidráulica:
| Tecnología | MW necesarios |
|---|---|
| Fotovoltaica | 3.307 |
| Eólica | 39.687 |
| Biomasa, Solar térmica… | 9.922 |
| Minihidráulica | 13.229 |
Esto es lo que necesitamos. Vamos a ver lo que cuesta. Según el nuevecito Real Decreto de renovables, publicado el 25 de mayo (las fechas no son casualidad) el precio resultante de mercado, con mis estimaciones, pero éstas no son publicables, jeje, andaría por los 120 €/MW. Esta cantidad habría que sumar el sobrecoste de las instalaciones de almacenamiento, que lo estimamos en un 10%. Por tanto, el precio final andaría por los 131 €/MW. Pero todavía falta algo…..
Además, está el hecho económico, las centrales convencionales existentes no se pueden cerrar por decreto sin ninguna contraprestación, por lo menos en un país con garantías jurídicas. Ante la moratoria nuclear todos los consumidores hemos estado pagando un impuesto especial que se llamaba moratoria nuclear, este ascendía a una tarifa plana del 0,4 % de la factura. Este importe se ingresaba directamente a las empresas eléctricas que invirtieron en centrales nucleares y se cerraron antes de que empezaran a funcionar (Lemoniz, Valdecaballeros…) Este importe se ha estado pagando hasta el pasado enero durante 20 años. Y solo fueron las nucleares en construcción. En una estimación rápida se puede estimar que el impuesto que nos cobrarían por cerrar centrales no amortizadas ascendería a un 65% de impuesto.
Por tanto en el cálculo final (que nuestros amigos de Greenpeace obviaron) tendremos 216 €/MW de precio final de mercado. Puede no parecer mucho, pero el precio medio de abril rondó los 40 €/MW. ¿Conclusión? Pues bien, apriétense el cinturón, ¿Queremos renovables? Pues paguemos todos 5 veces lo que pagamos de electricidad.
Evidentemente este cálculo rápido es discutible, pero no debe andar muy desencaminado. En cualquier caso se ha supuesto que es instalable, tanto los 40.000 MW de eólica (REE “sólo” permite un incremento sobre el actual de 10.000 MW para garantizar la operabilidad de la red) como los 3.300 MW de FV, más real, o los 13.000 MW de minihidráulicas, energías de las olas, marinas…
Por supuesto que las energías renovables son necesarias, pero recordemos que para fomentar su instalación cobran más, porque cuestan más, que las centrales convencionales.
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