Metodología desarrollada en CENER (España) para planificar e identificar en qué puntos es más conveniente introducir renovables, sistemas de almacenamiento y en qué cuantía.

En los sistemas europeos de generación eléctrica se está llevando a cabo, por distintos medios, la introducción de altos porcentajes de energía proveniente de fuentes renovables. Esta introducción se basa, fundamentalmente, en la promoción de nuevas tecnologías mediante primas e incentivos económicos, además de darles prioridad en el mercado actual.

¿Cómo impactan estas nuevas fuentes la gestión de energía? Los crecientes porcentajes de energías renovables en nuestras redes han obligado a introducir nuevos requisitos técnicos para que los operadores del sistema puedan asegurar la correcta gestión de estas energías intermitentes y variables, así como la seguridad y calidad del suministro. Y del mismo modo, se está valorando la introducción de sistemas de almacenamiento de energía que contribuyan no sólo a su mejor gestión, sino también a incrementar la eficiencia del sistema eléctrico.

Como consecuencia de estas actuaciones, y de la propia naturaleza de las fuentes renovables (eólica y solar, principalmente) se han observado ciertas distorsiones en los mercados eléctricos, los cuales están demandando modificaciones y nuevos esquemas de remuneración para integrar estas nuevas tecnologías y que puedan competir en condiciones de igualdad y transparencia con los sistemas convencionales.

Además, las modificaciones técnicas requeridas para su integración física en la red han proporcionado nuevas capacidades a las tecnologías renovables y de almacenamiento, permitiendo que puedan participar en mercados de ajuste que antes estaban fuera de su alcance.

Todo ello contribuye a una mejora en la rentabilidad de las fuentes renovables, lo que asegura su desarrollo. Además, su participación más competitiva en el mercado favorece un sistema eléctrico más eficiente y económico.

Sistemas energéticos limpios y eficientes

A partir de la experiencia europea, y con el fin de facilitar y acelerar el desarrollo de las energías limpias en otros países (por ejemplo, de Centro y Sudamérica, el norte de África o India), el Departamento de Integración en Red de CENER ha desarrollado una metodología que permite planificar los sistemas energéticos en diferentes horizontes temporales basados en energías renovables y sistemas de almacenamiento.

Esta metodología de planificación se basa en un análisis técnico-económico de sistemas eléctricos con alta penetración de energías renovables, ya que ambos aspectos tienen un impacto directo en el costo de la energía y están relacionados entre sí.

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El análisis técnico se centra en el estudio de las capacidades de la red y el impacto de las distintas tecnologías que componen el mix de generación mediante estudios de flujos de potencia, tanto en régimen estático como dinámico, análisis de contingencias, etc. Para ello, se desarrollan modelos que describen la red eléctrica, a nivel nacional, regional y local, con software específico tipo PSS/E o DigSilent.

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Todos estos análisis técnicos son necesarios para determinar de manera eficiente, entre otras cosas, en qué puntos de la red es más conveniente introducir renovables o almacenamiento y en qué cuantía, o si la red tiene capacidad para integrar nueva generación y demanda, o bien, si requiere de futuras inversiones para reforzarla.

No obstante, si estos estudios van acompañados de un análisis económico que muestre los beneficios, a nivel global, de escoger un mix de generación basado en renovables y almacenamiento u otro basado en generación convencional y/o en refuerzo de redes, por ejemplo, permitirán disponer de una información muy completa y detallada a la hora de la planificación de los sistemas energéticos.

Por ello, la metodología que aplica CENER incluye también modelos económicos del sistema energético desarrollados con software específico como TIMES, en los que se tienen en cuenta tecnologías de generación, de almacenamiento, consumos, costos de infraestructuras, entre otros, y se identifican las configuraciones más eficientes desde el punto de vista económico en el marco temporal analizado.

El resultado final son “fotografías” del sistema energético y su evolución en años futuros con distintas configuraciones del mix de generación e infraestructuras y los costos asociados a cada escenario, y que pueden incluir en el cálculo aspectos como políticas de promoción de nuevas tecnologías, penalizaciones por emisiones, primas por alta eficiencia u otros.

Este procedimiento puede ser muy útil para los organismos competentes en aquellos países en los que se desea desarrollar una hoja de ruta para la introducción de energías renovables, incrementar la eficiencia de su sistema energético, planificar las inversiones para reforzar sus infraestructuras energéticas, etc.

Es posible analizar diversos escenarios e identificar el óptimo, es decir, el que proporcione las mayores prestaciones al menor precio y, a partir de ahí, establecer una agenda que incluya planes de inversiones en infraestructuras y marcos regulatorios apropiados para asegurar un mercado energético estable y atraer el interés de los inversores.

En países con un gran potencial de recursos naturales, pero con núcleos de población dispersa o remota (en los que la electrificación puede resultar compleja y costosa), estos estudios son de especial interés.

Mediante la modelización de las redes de transporte y distribución con los sistemas de generación y las demandas asociadas en los distintos nudos de la red se pueden identificar las zonas más desprovistas de infraestructuras energéticas y diseñar el escenario más adecuado para asegurar su suministro. Es posible determinar la viabilidad técnica y económica de sistemas energéticos con gran penetración de energías renovables y almacenamiento y establecer el plan de desarrollo para alcanzar los objetivos medioambientales y económicos que se planteen.

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