Los efectos de las borrascas sobre la producción de energía y el Sistema Eléctrico. No ayudan a descarbonizar el sistema y lo vuelven más caótico.
Hoy ha salido el sol en mi ciudad. Después de la sucesión de borrascas con las que la climatología nos ha obsequiado, un poquito de cielo azul sobre nuestras cabezas se valora con especial entusiasmo. Y tal tregua me da la oportunidad para intentar analizar desde más de un punto de vista las ventajas e inconvenientes que los aguaceros asociados a la citada sucesión han tenido sobre el Sistema Eléctrico Interconectado, SEI.
Mi idea es repasar el efecto de una borrasca sobre cada uno de las tecnologías de generación de electricidad de forma que ayude a comprender por qué es buena idea no poner todos los huevos en el mismo cesto, y cómo el cambio de las condiciones climatológicas[1] cambia radicalmente el «orden de mérito» —quién entra primero a producir— de las tecnologías de producción.
Comencemos un breve análisis tecnología por tecnología:
1. La Nuclear: ¡por mí como si llueve!
Técnicamente a las centrales nucleares “se la trae al pairo” la climatología. Ellas a lo suyo: ¡la generación de base! Ese colchón sobre el cual el resto de las tecnologías construirán ese difícil equilibrio entre demanda y generación.
No así económicamente. Como hemos adelantado, las centrales nucleares en España están diseñadas para funcionar como energía de base. Por ello, para asegurarse de que entran a aportar al sistema sí o sí, las nucleares suelen ofertar a 0 €/MWh. No cobran cero, sino lo que marque la última tecnología necesaria para cubrir la demanda. El problema es que cuando las condiciones climatológicas provocan un exceso de oferta el precio marginal cae a esos 0 €/MWh y la nuclear sigue produciendo obligatoriamente, pero cobrando al citado precio de 0 €/MWh. Es lo que se llama «precios caníbales». Y para satisfacción de los activistas antinucleares esta energía no recibe «Pagos por Capacidad». A diferencia de los ciclos combinados de gas, que a veces cobran por «estar ahí» de retén, la nuclear no recibe un extra por garantizar la estabilidad de la red de forma continua.[2]
2. Los Ciclos Combinados (CC): ¡Esto está que arde!
La climatología no influye en la capacidad de generación de los ciclos combinados.
—¡Ala! ¡Ya está dicho! ¡Pasemos a la siguiente!
—¡Un momento, un momento!: No influye en la capacidad, pero si en la necesidad de su uso.
Como su nombre indica una central de ciclo combinado es una central que genera energía eléctrica en dos etapas sucesivas utilizando el mismo combustible mediante el uso de dos turbinas; la primera es arrastrada por la energía obtenida de la combustión del gas natural, y la segunda por el vapor obtenido del calor contenido en los gases de escape de la citada combustión[3]. Lamentablemente los Ciclos Combinados (CC), se basan en la combustión de un hidrocarburo —normalmente metano, CH4 — cuya reacción libera inevitablemente CO2 y óxidos de nitrógeno. Algo que no está precisamente en sintonía con las políticas medioambientales vigentes.
Si el gas es caro, y los derechos de emisión limitados[4], estas centrales tendrán que ofertar a un precio que cubra esos gastos[5], y el precio de casación de la energía cuando estas centrales sean necesarias, subirá. ¡Cerremos pues los Ciclos Combinados!
Aunque como dicen por ahí, lo mejor es enemigo de lo bueno y cuando todo el resto de tecnologías estén indisponibles alguien ha de venir a apagar el fuego: los bomberos del sistema, los Ciclos Combinados, que son relativamente rápidos, sobre todo si no parten de “estado frío”, es decir si alguien —el Operador del Sistema— ha previsto tal circunstancia y les ha dado las instrucciones pertinentes: “calienta que sales”.
Porque las inercias térmicas de una turbina de gas y una caldera de recuperación de calor son considerables. Si un “Ciclo” puede tardar del orden de cinco horas en ponerse en disposición de aportar energía al Sistema partiendo de estado frío —lo que se conoce como “Parada fría”—, tarda menos de una hora en estar disponible cuando está con la caldera con la presión y temperatura adecuadas —“Parada Caliente»—, y en segundos o pocos minutos, si está con la turbina girando y el alternador acoplado a la red, pero sin aportar energía a la misma, lo que se conoce como “Reserva Rodante”.
Durante el período de arranque en frío la central quema gas sin entregar ni un solo vatio hora para la red. Y lo mismo en el tiempo que esté en “Parada Caliente» o en “Reserva Rodante”. Además, la eficiencia máxima de la planta se obtiene cuando esta trabaja a plena carga, y si la central tiene que bajar su potencia al mínimo técnico, su rendimiento cae en picado[6]. Por último, entrar para cubrir un pico de unas pocas horas puede no resultar muy rentable.
Y todo acabaremos pagándolo los de siempre.
3. La Eólica: “Viento y ventura, poco dura”
El refrán castellano es una buena definición de la energía eólica: cuando sopla, es una «ventura» pero resulta arriesgado poner en él nuestra confianza. Como bien saben los aficionados a la navegación a vela, aunque hemos mejorado mucho las previsiones climatológicas, el viento sigue siendo un «sistema no lineal» e imprevisible. En navegación, una racha o un pozo de viento te hará ganar o perder una regata, pero en el sistema eléctrico, un error de previsión del 5% en la eólica nacional puede significar que sobren o falten 1,5 GW de repente.
Aunque lo más peligroso para el Sistema no es que no haya viento, sino que deje de haberlo justo cuando la demanda sube; por ejemplo, al anochecer, cuando llegamos a casa, encendemos las luces y conectamos algunos aparatos. A esas horas el viento suele dejar de soplar y la fotovoltaica se va con el sol. En la gráfica adjunta hemos intentado representar esta situación comparándola con la demanda. Añadiéndole el efecto de la fotovoltaica sale la famosa curva del pato en afortunada expresión del Operador Eléctrico de California.
¿Dije lo más? Todo es relativo, porque demasiado viento tampoco es que sea muy bueno… Los aerogeneradores modernos están diseñados para trabajar con vientos de entre 3 y 25 m/s, lo que supone entre unos 11 y 90 km/h. Cuando los anemómetros de los aerogeneradores detectan rachas superiores a esos 90-100 km/h, los automatismos activan la «puesta en bandera» de las aspas para no ofrecer resistencia al viento, y frenan el aerogenerador por seguridad estructural. Lo que quiere decir que la sucesión de borrascas con las que la climatología nos ha obsequiado en estos meses no ha sido precisamente beneficiosa para las cuentas de resultados de las eólicas.
4. Fotovoltaica: “Cuando el sol sale, sale para todos”
¡Cierto es! El sol es un recurso democrático y constante en su ciclo. Pero sometido, como bien sabemos, a la dictadura de la nubosidad y el ciclo circadiano.
El sol es democrático porque sale para todos, pero tiene un defecto fatal para la red eléctrica: se apaga justo cuando más lo necesitamos. El ocaso es, para el sistema eléctrico, el momento en que miles de megavatios fotovoltaicos desaparecen sincronizadamente mientras la gente llega a casa y pone en marcha luces, aires acondicionados o estufas, abre la nevera para coger algo y enciende la vitrocerámica.
Igual de previsible es la diferencia de rendimiento impuesta por la estacionalidad; el sol es constante en su ciclo astronómico, pero inconstante en su rendimiento energético estacional. En verano los días son largos y la irradiancia alta y la «barriga del pato» de nuestra gráfica es profunda y larga. En invierno los días son cortos y el ángulo del sol es menor y la barriga del pato corta y plana.
Además de estas variaciones en la producción, molestas pero muy previsibles, la generación fotovoltaica tiene algún enemigo mucho menos determinista: las intermitencias rápidas provocadas por el paso de un frente nuboso. Así que las borrascas convierten a un modelo matemático fijo, una energía despachable con la que podemos contar en las previsiones de cargas, en uno estocástico, aleatorio: no solo las capas más o menos espesas de nubes hacen variar la irradiancia que llega a las placas fotovoltaicas, sino que el paso rápido de grupos de nubes crea rampas de subida y bajada muy pronunciadas difíciles de controlar por el operador del sistema.
5. La hidráulica: “Agua del cielo llena el pantano”
Suele decirse que nunca llueve a gusto de todos, indicando que lo que a unos perjudica a otros beneficia. Sin embargo, resulta difícil no coincidir en que la «sucesión de tormentas» —leitmotiv de estas páginas— dejará un saldo netamente positivo en las cuentas de resultados de las eléctricas. Para las hidráulicas, la abundancia de agua se traduce en un impacto financiero tan directo como, para algunos, inmerecido: el privilegio de operar con los pantanos repletos de un «combustible» a coste cero que ha caído, literalmente, del cielo.
“Los pantanos que hizo Franco”, dirán algunos. Pues sí y no: Esta es una de esas cuestiones donde la memoria popular, manipulada por muchos años de NO-DO, choca con la cronología histórica.
A finales del XIX, Joaquín Costa, consciente de la necesidad de agua de las tierras fértiles de Sur y el Levante, propuso la primera «Política Hidráulica» como la única forma de modernizar España. [7] El Estado debía construir embalses y canales para transformar la agricultura. Aunque Costa no era ingeniero, creó el marco ideológico que dominaría la política hidráulica española durante décadas.
Las ideas de Costa fueron llevadas al terreno técnico durante la Segunda República por Manuel Lorenzo Pardo en el Plan Nacional de Obras Hidráulicas de 1933, bajo el mandato del ministro socialista Indalecio Prieto. Este plan tenía una visión muy moderna que incluía no solo la regulación de los ríos mediante embalses sino la ampliación de los regadíos y la producción de energía hidroeléctrica, todo ello mediante una planificación por cuencas hidrográficas que hoy es estándar en Europa.
La Guerra Civil impidió aplicarlo plenamente[8], pero su esquema se convirtió en la base de la política hidráulica posterior que se ejecutó en gran parte durante el franquismo, período en el que se construyeron cientos de presas, lo que convirtió a España en uno de los países con mayor regulación de los ríos. En la actualidad este modelo está fuertemente cuestionado por hidrólogos y ambientalistas, y reformado por el Plan Hidrológico Nacional de 2001 que adapta a la legislación española la Directiva Marco del Agua de la Unión Europea del año 2000, en la que se incluye la recuperación de costes del agua, la gestión ecológica de la demanda, la planificación por cuencas y la participación pública.
6. La dicha no dura en la casa del pobre. ¡Y a veces tampoco en la del rico!
La España de la posguerra necesitaba energía para alimentar los restos de la industria y no tenía divisas para comprar petróleo. Lo que hizo el régimen de Franco fue tomar esos proyectos preexistentes, ampliarlos y convertirlos en la columna vertebral de su política económica. Los pantanos eran la solución para obtener energía hidroeléctrica barata y nacional, controlar las inundaciones y convertir el secano en regadío, creando los «pueblos de colonización» para intentar asentar a la población campesina.
El Régimen de Franco utilizó las inauguraciones de pantanos como una estupenda herramienta de propaganda, una publicidad que mostraba al exterior un país moderno y unido en un propósito común de reconstrucción. Lo que no se mostraba en aquellos NO-DO de exaltación del dictador —conocido por los espectadores por el apodo popular de «Paco Pantanos»— fueron las otras consecuencias de su construcción: el enriquecimiento de unos y la miseria de otros.
Enriquecimiento desmesurado de las constructoras afines al Régimen, que se hicieron ricas gracias al trabajo esclavo de presos políticos encuadrados en los Batallones de Trabajadores. Y miseria de unas cincuenta mil personas que se convirtieron en «refugiados del pantano», obligadas a emigrar a los nuevos pueblos de colonización o a los cinturones industriales de las ciudades; unos 500 pueblos anegados, con desalojos forzosos e indemnizaciones ridículas para sus habitantes, privados del derecho a la protesta y a más de 100.000 hectáreas de tierras agrícolas de alta productividad.[9]
Desde el punto de vista del sistema eléctrico, sin embargo, la energía hidráulica posee una característica que ninguna de las tecnologías anteriores puede igualar: es, con diferencia, la más flexible. Mientras que una central nuclear o un parque eólico producen cuando pueden, una central hidroeléctrica produce cuando conviene.
Sin embargo, esa enorme flexibilidad tiene también límites que el mercado eléctrico no controla. Cuando una sucesión de borrascas llena rápidamente los embalses de cabecera, la prioridad deja de ser la producción de electricidad y pasa a ser la seguridad hidrológica de la cuenca.
Me explico: Los embalses de cabecera están diseñados para laminar avenidas, es decir absorber el efecto de las crecidas; si están muy llenos pierden esa capacidad de amortiguación. Por otra parte, turbinar no siempre es suficiente para evitar que la presa supere su Nivel de Máximo Embalse (NME); las turbinas tienen una capacidad de desagüe limitada y en crecidas fuertes frecuentemente el caudal de agua que entra es mayor que el que puede turbinarse, por lo que no es inhabitual que haya que abrir las compuertas de los aliviaderos.
Otra situación que puede resultar sorprendente se ha dado estos días como resultado de la tantas veces citada sucesión de borrascas: en una condición de precios altos en el mercado eléctrico unas cuantas centrales no han podido turbinar. ¿Problema? La salida de agua de las turbinas aumentaba el caudal del río y ponía en riesgo pueblos, infraestructuras o incluso otros embalses de la cadena.[10]
Dicho de otro modo: cuando el río baja desbocado, el operador del mercado eléctrico deja de mandar. Quien manda es el hidrólogo de la Confederación Hidrográfica.
La hidráulica es el comodín del operador del sistema. A diferencia de la eólica y fotovoltaica por unas razones, y de la nuclear por otras, es una fuente despachable y de disponibilidad prácticamente inmediata, actuando además como refuerzo de la estabilidad de la frecuencia en el sistema eléctrico, compensando en tiempo real la volatilidad de la eólica y la fotovoltaica.
Bajo el punto de vista del sistema eléctrico la energía hidráulica es, además, un poco la batería de almacenamiento de dicho sistema, en forma de energía potencial que puede ser turbinada una y otra vez en las sucesivas centrales del cauce. La hidráulica, y especialmente las centrales de bombeo como la de Cortes–La Muela, en Cortes de Pallás, es esa pieza tan necesaria en un sistema fuertemente comprometido con la descarbonización, que se ve obligada a fiar cada vez más su suerte a los recursos energéticos aleatorios e intermitentes, ubicuos pero diluidos, como la eólica y la fotovoltaica.
Hay otros sistemas de almacenamiento, las baterías, el almacenamiento térmico, los volantes de inercia, el aire comprimido, y otras tecnologías en desarrollo, pero la realidad es la que es, y algo tiene el agua cuando la bautizan. En los dos gráficos que siguen se recogen los datos de los porcentajes de las potencias instaladas en almacenamiento energético por tecnología a nivel mundial en el año 2025.
7. Resumiendo. ¡Que dicen que es gerundio!
Una sucesión de borrascas, como la que hemos vivido recientemente en España, produce simultáneamente:
- Más viento: pero no siempre aprovechable por sus rachas y su gran velocidad.
- Más agua: regulable o fluyente[11], pero a veces no turbinable.
- Menos sol: y, sobre todo, menos irradiancia.
- Mayor uso de gas: para estabilizar el sistema
- Precios eléctricos muy variables en funciónde las circunstancias concretas.
Es decir:
Las borrascas no ayudan a descarbonizar el sistema… pero lo vuelven mucho más caótico.
Notas:
[1] Este análisis que hacemos, basado en las condiciones climatológicas de una sucesión de temporales, tendría resultados distintos al aplicar otros estresores del sistema.
[2] Para evitar la ruina cuando las borrascas hunden el pool, las empresas propietarias de la nucleares (Iberdrola, Endesa, Naturgy) usan los PPA o Contratos Bilaterales: La eléctrica se «vende a sí misma» (a su comercializadora) la energía nuclear a un precio fijo pactado (por ejemplo, 50 €/MWh) fuera del mercado diario. Así, aunque el pool marque 0 €/MWh por el exceso de oferta, en la contabilidad interna de la empresa la nuclear sigue siendo rentable.
[3] De esta forma, los ciclos combinados consiguen ser, comparados con otras centrales térmicas, muy eficientes. Aprovechan del orden del 60% de la energía del combustible mientras que una central térmica convencional de carbón apenas llega al 35-40%.
[4] Una central de gas no solo compra el gas; por ley, al final de cada periodo, debe entregar al registro de la UE tantos «derechos» como toneladas de CO2 haya emitido. Los derechos de emisión cotizan en bolsa y su precio fluctúa en función de la meteorología, los fondos de inversión y las decisiones políticas.
[5] Entre los años 2000 y el 2010 España vivió una auténtica «fiebre del gas». Se construyeron más de 60 grupos de ciclos combinados, el «santo grial» de la energía. El combustible era asequible, la eficiencia estupenda, y la construcción de la central rápida y barata. Pero llegó la crisis de 2008 y la demanda de electricidad en España no solo se estancó, sino que cayó. En la actualidad la práctica totalidad de esos CC están infrautilizados, funcionando menos de 2.000 horas/año cuando se diseñaron para unas 6.000. Se han convertido en “activos varados”: inversiones millonarias que no se amortizan porque las renovables (que tienen coste variable cero) los echan del mercado casi todos los días.
[6] El rendimiento a plena carga de un Ciclo Combinado de última generación, con turbinas de clase H o J puede alcanzar el 62%, mientras que el de una central térmica convencional como la de As Pontes alcanzaba con dificultad el 33%, y eso gracias a la aportación de carbón de hulla procedente de Polonia, Wyoming o Indonesia.
[7] Supongo que hoy Costa se revolvería en su tumba al ver cómo el agua, que él concebía como el motor de la redención nacional, se ha convertido en el ‘combustible’ que hoy engorda las cuentas de resultados de un oligopolio que gestiona, a coste marginal de gas, un recurso que el cielo nos regala y el hormigón público custodia.
[8] La República no solo planificó, sino que llegó a inaugurar oficialmente en 1933 el Salto de Ricobayo (Zamora), en ese momento la central más potente de Europa, con su impresionante presa de gravedad de 100 metros de altura, la joya de la corona del Plan Duero. Además, la República inició y no pudo terminar la Presa de San Román en el Esla y el Salto de Villalcampo, situadoaguas abajo de la confluencia del Esla con el Duero.
[9] Después de este párrafo, y como aclaración no necesaria pero conveniente, quiero dejar claro que nuestras críticas a la construcción de pantanos no se centran —en la mayoría de los casos— en el qué sino en el cómo. Porque nadie puede negar que estas construcciones nos salvan de las crecidas, aseguran el regadío y suponen una fuente de energía eléctrica llena de ventajas.
[10] La famosa gestión coordinada de cuencas a la que hicimos antes referencia.
[11] Se denomina «Agua regulada» la que ha sido capturada en un embalse y puede soltarse según la voluntad del gestor, sea para riego, consumo o generación eléctrica. Por el contrario, «Agua fluyente» es aquella que no se puede retener ni ser almacenada para su utilización posterior.
