domingo, 28 de marzo de 2010
8 comentarios

Funcionamiento del sistema eléctrico (1 de 2): funciones de cada tecnología de generación

Antes de nada, un axioma: "La electricidad que se genera tiene que ser igual en todo momento a la electricidad que se consume". Si en un momento dado en España se están consumiendo 35.000 MW, la suma de la potencia activa de todas las instalaciones de generación funcionando en ese momento debe ser igual a 35.000 MW. Esto es así porque la electricidad no se puede almacenar a gran escala. Para asegurar esto, el sistema eléctrico debe combinar las distintas fuentes de generación eléctrica, de forma que mientras unas producen el grueso de la energía, otras sean capaces de regular su generación para ajustarse a la demanda instantánea.
Veamos el uso que el sistema hace de cada tecnología, incluyendo tanto el Régimen Especial como el Régimen Ordinario (entre paréntesis, la potencia instalada en España correspondiente a cada fuente de generación eléctrica, y el porcentaje respecto al total):

Energía nuclear (7.716 MW, 8%). Constituye la base del sistema, la energía que siempre está disponible. Excepto en las paradas de recarga de combustible nuclear (aproximadamente cada dos o tres años), estas centrales funcionan siempre al cien por cien de su capacidad. Son, por tanto, muy fiables y previsibles. Su desventaja es que no modulan, es decir, no pueden variar su producción. En Francia, como el 80% de la electricidad generada es de origen nuclear, sí que son capaces de regular la producción, pero no en España.

Cogeneraciones (6.220 MW, 7%). Están operativas casi todo el tiempo. Muchas veces trabajan incluso cuando está parado el proceso industrial asociado.

Energía solar fotovoltaica (3.500 MW, 4%). Produce más o menos electricidad dependiendo de lo soleado del día. De noche no producen nada.

Energía termosolar (800 MW, 1%). Igual que la fotovoltaica, con la salvedad de las nuevas instalaciones que pueden almacenar calor en forma de sales fundidas. Estas instalaciones pueden generar electricidad también de noche, e incluso conseguir una generación estable en el tiempo. El siguiente paso sería que fuesen capaces de modular para responder a las variaciones en la demanda, aunque su uso continuado es más eficiente.

Energía eólica (18.119 MW, 20%). Como las solares, producen toda la energía que pueden, dependiendo del viento que haya en cada momento. Por este motivo su producción oscila entre casi cero y 11 MW. Este es el gran problema de la eólica, la variabilidad e imprevisibilidad. En ocasiones, si la demanda nocturna se acerca al mínimo técnico del sistema (la producción mínima que permite mantener en marcha las centrales nucleares y térmicas), REE se ve obligada a limitar la potencia de las instalaciones eólicas, aunque esto de momento ha sucedido poca veces.


Resto de energías renovables (2.000 MW, 2%). Trabajan de forma similar a la solar, generando todo lo que pueden, ya que su aportación apenas se percibe en el conjunto del sistema.

Centrales térmicas convencionales de carbón (11.359 MW, 12%) y fuel/gas (3.385 MW, 3%). Su función es similar a la energía nuclear. Sin embargo, pueden variar su producción un poco; y, sobre todo, pueden arrancar y parar en un período razonable de tiempo. Por ello, se pueden programar de un día para otro. Como además su coste de producción es mayor que las otras tecnologías, si la demanda es baja puede darse el caso de que permanezcan paradas durante días. Esto es lo que está pasando ahora mismo con las centrales de carbón, por eso no se consume carbón y las cuencas mineras protestan.

Centrales de ciclo combinado (23.066 MW, 25%). Son instalaciones más fáciles de modular y parar y arrancar, por lo que ante una bajada de la demanda sufren menos restricciones que las térmicas clásicas. La función de los ciclos combinados es ajustar la generación a la demanda.

Energía hidráulica (16.657 MW, 18%). Son las "fuerzas especiales" del sistema eléctrico. Su capacidad de regulación es prácticamente instantánea, pudiendo pasar de cero a plena producción en cuestión de segundos. Los embalses siempre deben mantener un cierto valor mínimo de agua que les permita compensar las fluctuaciones del sistema. En los momentos de gran caudal de agua contribuyen con su producción sustituyendo generación térmica (reduciendo la contaminación total del sistema), y en los meses secos, si la producción está equilibrada con la demanda, pueden simplemente dejar de producir.

Como se ve, cada tecnología cumple una misión diferente; y todas son útiles. De ahí el razonamiento de que todas estas fuentes de energía eléctrica son necesarias. La proporción en la que cada tecnología participa en la generación de electricidad es lo que se llama "mix eléctrico".

Esta entrada continúa en la segunda parte: Funcionamiento del sistema eléctrico (2 de 2): ajuste de la generación y la demanda
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  1. Hola Felipe. Buen artículo. Tengo algunas dudas y puntualizaciones.


    ¿Por qué se considera a la nuclear como base del sistema? ¿Porque su regulación tecnica y economica es problemática? Hacemos de la necesidad virtud. Promovemos un inconveniente como si fuera una ventaja.


    Me sorprende esta frase sobre la cogeneración: "Muchas veces trabajan incluso cuando está parado el proceso industrial asociado." ¿Puede hacerse legalmente? Debería de ser un fraude pues el KWh de cogeneración se prima de una forma parecida al eólico, si no se mejora el rendimiento energético de una actividad asociada, pierde todo su sentido que disfrute de esa gran prima y de prioridad de entrada en como una renovable.


    La energía eólica es muy variable pero bastante previsible. Con los modelos climáticos que se disponen en la actualidad sabemos con bastante certeza que potencia se puede inyectar al día siguiente, para hacer la subasta en el pool REE cuenta con las previsiones de los parques eólicos que tienen que mantener en un gran porcentaje si no desean ser sancionados.

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  2. ¿Conoces esta web Feli? http://desenchufados.net/

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  3. - La nuclear es la base porque no puede parar y arrancar fácilmente (como dices, se aprovecha una debilidad), porque hay una gran potencia instalada, y porque posiblemente sean las centrales más fiables (no se suelen desconectar por una avería).

    - Cuando una cogeneración trabaja sin un proceso industrial que aproveche su energía térmica está disminuyendo su REE (Rendimiento Eléctrico Equivalente), que es el rendimiento total anual de la instalación sumando la energía eléctrica producida y la energía térmica aprovechada. Cuanto mayor es este REE, mayor es la bonificación recibida; y si baja del 56% no hay bonificación ni tarifa especial. Por tanto, las cogeneraciones con un REE medio del 70 ó 80% pueden permitirse trabajar en navidades o verano aunque la industria esté parada. Al fin y al cabo es una cuestión económica, porque nadie gestiona una central pensando en el medioambiente o el interés general del país, sino sólo en el propio bolsillo. Hay que asumir que son empresas, no ONGs.

    - Tienes mucha razón al recordar la gran mejora en la previsibilidad de los parques eólicos. No conozco bien el tema, pero sé que ahora usan unos modelos que dan unas previsiones muy fiables. De todas formas, a los posibles problemas técnicos (como cualquier instalación) hay que sumarle la incertidumbre respecto al viento, por lo que siempre serán más imprevisibles que las instalaciones industriales. Es normal, tienen que ir aumentando la fiabilidad al mismo tiempo que la potencia instalada, o el sistema sería ingestionable.

    - Pues no la conocía, pero le estuve echando un ojo y tiene cosas interesantes.

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  4. Felipe, me alegra que tengas tanto conocimiento sobre cogeneración. ¿Puedes enlazar la fuente que establece el rendimiento equivalente y la asociación de primas? Me gustaría echarle un vistazo a esas tablas y a los mecanismos de control.

    Gracias

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  5. La fuente principal es el RD/661/2007, que es el que regula la producción de energía eléctrica en régimen especial. Puede verse en este enlace: http://www.boe.es/aeboe/consultas/bases_datos/doc.php?id=BOE-A-2007-10556

    En el Artículo 28 explica la fórmula para calcular la retribución por eficiencia energética. Puntualizado por la disposición http://www.boe.es/aeboe/consultas/bases_datos/doc.php?id=BOE-A-2008-12525

    En el Anexo 1 se especifica el REE mínimo para cada tipo de instalación.

    Además, posteriormente (en abril de 2008) se publicó una guía técnica con el método de calculo y algunos ejemplos: http://www.idae.es/index.php/mod.documentos/mem.descarga?file=/documentos_Guia_calculo_calor_util__Hchp-Echp-PES_c24e48c1.pdf

    Ahondando en el tema, decir que normalmente es una OCA quien a principios de año elabora el documento de cálculo del REE, usando los valores acumulados del año anterior. Este documento se envía a la administración, que puede después realizar inspecciones en las instalaciones que estime oportuno.

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  6. Mil gracias Felipe, revisaré la información que enlazas.

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  7. La verdad es que con este artículo entras bastante en el tema de la subasta eléctrica, ¿veremos próximamente cómo se organiza una subasta eléctrica?

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  8. Lo intentaré, aunque no es tema que domine mucho porque las industrias normalmente hacen contratos a precio fijo, y del mercado ya se encargan las comercializadoras...

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