La termosolar con almacenamiento en España, a día de hoy, esencial y competitiva para la transición energética en Alemania

La termosolar con almacenamiento en España, a día de hoy, esencial y competitiva para la transición energética en Alemania

Dada la baja radiación normal directa (DNI) en Alemania, parece improbable que la termosolar ocupe un lugar clave en su planificación de decarbonización en la transición energética (Energiewende), ahora bien, varias publicaciones de 2016 identifican a la termosolar con almacenamiento térmico como una fuente de electricidad esencial para esta transición.

Esto se debe a las características de la termosolar, flexible y con capacidad de despacho en función de la demanda. Eso sí, las DNI más altas se encuentran en los desiertos soleados en altura distribuidos por el mundo.

Alemania está buscando la manera más eficiente a nivel de costes de suministrar electricidad a la red en 2050 siendo prácticamente limpia y sin emisiones.

Para llevar a cabo este análisis, una herramienta de software desarrollada por la Universidad de Aachen a petición del proyecto ESYS de la academia de ciencias alemana (Energiesysteme der Zukunft: Future Energy Systems), trata de determinar qué opciones de generación flexibles son las mejor indicadas para cubrir la carga de respaldo, teniendo en cuenta un escenario ambicioso con la reducción de gases de efecto invernadero.

El resultado: importar electricidad generada en desiertos con alta DNI de España o Marruecos por plantas termosolares con almacenamiento. Esta opción sería económicamente competitiva.

En 2011, Alemania impuso un ambicioso plan de energías limpias. Bajo este plan, el sistema debería ir desde el 30% de energías limpias a fecha de hoy hasta el 90% para el 2050.

Importar electricidad producida en plantas termosolares en España o Marruecos conllevaría construir una red de transmisión de alto voltaje en corriente continua (HVDC (high Voltage Direct Current), dado que la transmisión en continua es más efectiva a la hora de transportar grandes cantidades de electricidad en grandes distancias. Consecuentemente, este coste ya se ha tenido en cuenta en el estudio de viabilidad de esta alternativa.

El estudio de la Universidad de Aachen no se centró exclusivamente en Termosolar con almacenamiento, sino en los futuros sistemas de generación.

En el futuro mix de generación con un alto porcentaje de generación intermitente y fluyente, como es la fotovoltaica y la eólica, las fuentes con capacidad de ajustarse a la demanda tendrán un papel muy importante para cubrir los huecos del sistema impuestos por las condiciones instantáneas del sol y el viento, según Research Associate Philipp Stöcker at Electrochemical Energy Conversion and Storage Systems – Institute for Power Electronics and Electrical Drives at RWTH Aachen University.

El enfoque de Stöcker es el diseño de herramientas de software para optimizar y analizar sistemas de generación. Asimismo, Stöcker es co-autor de varias publicaciones, incluyendo: “Evaluación del valor de la energía solar de concentración-termosolar es sistemas eléctricos que incluyan fuentes fluyentes”

Stöcker explica: “la idea principal de nuestra herramienta es que no puedes ajustar la carga del Sistema. Tienes las generación fluyente, no controlable, como la fotovoltaica o la eólica. Se necesita una carga para cubrir la demanda y entonces se tiene la generación controlada o los sistemas de almacenamiento que permiten ajustar la generación a la demanda”

Las baterías no son competitivas para el almacenamiento a gran escala

La Universidad de Aachen ha identificado que el almacenamiento en baterías es poco probable que sea suficientemente competitivo a nivel de Sistema eléctrico para la eólica o la fotovoltaica. Sin embargo, la termosolar con almacenamiento ofrece la posibilidad de generar de manera controlada por un coste mucho menor que eólica o fotovoltaica con almacenamiento.

El almacenamiento es posible debido a cómo opera una termosolar frente a la fotovoltaica. La termosolar captura la energía solar usando superficies reflectantes que concentran la radiación solar en receptores por los que circula un fluido de trabajo el cual puede ser almacenado a alta temperatura (400-600 ºC) en tanques de almacenamiento. Este fluido puede realizar el intercambio de calor con vapor de agua en cualquier momento para hacer funcionar un tradicional bloque de potencia con turbina de vapor. Debido a esta característica de suministrar electricidad en cualquier momento, la termosolar con almacenamiento compite directamente con combustibles fósiles.

Stöcker ha comunicado que la herramienta desarrollada en Aachen es la primera de este tipo de herramientas (First of its kind) que incluye a la termosolar como tecnología con futuro de desarrollo incluyendo almacenamiento térmico. “La diferencia clave en nuestra herramienta es que consideramos apropiadamente sistemas de almacenamiento. Para futuros análisis, el almacenamiento es una parte importante”.

Stöcker señaló que si bien inicialmente la termosolar también era una fuente fluyente y que perdió contra una barata fotovoltaica, hoy en día la termosolar con almacenamiento tiene una capacidad prácticamente única de aportar firmeza al sistema o entrega de electricidad controlada a un precio competitivo.

“La pregunta interesante ahora es ver si la termosolar es competitiva ahí, cuando cambie su situación en el sistema de fluyente a controlable”

Uno de los hallazgos de la Universidad de Aachen fue el de analizar el escenario en el que la fotovoltaica y la eólica abarcan el 70% de capacidad instalada, entonces la termosolar no sería competitiva

El rol crucial de la termosolar con almacenamiento en un sistema bajo en emisiones.

La capacidad de despacho de la termosolar con almacenamiento parecen ser buenas y malas noticias para Stöcker. Debido a su capacidad de generar de manera controlada, el modelo equiparó a la termosolar con almacenamiento con Fuentes fósiles de generación no intermitentes como el carbón o el gas.

El carbón y el gas natural están sufriendo reducciones de factor de capacidad con el incremento de la generación de origen renovable fluyente, debido a su prioridad de despacho.

En sistemas de eléctricos con prioridad de despacho, las opciones más baratas entran las primeras en la red, se favorece la penetración de renovables debido al coste cero de la materia prima que las alimenta, el sol y el viento.

Una reducción de la operación y por consiguiente del factor de capacidad de las plantas de carbón y gas natural las hace más caras de operar, tal y como reportó Bloomberg en 2015. En 2016, una de las centrales de generación más grandes de Alemania, RWE perdió 5.8 billones como resultado de los bajos precios de la electricidad.

De las opciones renovables, la fotovoltaica sin partes móviles y con la operación completamente automatizada, es la más barata de operar. Seguida del viento. Pero como en la hidráulica  y la geotermia, la termosolar opera un bloque de potencia.

“En una central termosolar, se tiene los mecanismos de los espejos, un complejo Sistema hidráulico, los efectos de desgaste por tensiones térmicas en el receptor”, explica Stöcker. “Al fin y al cabo, más operación y mantenimiento es necesaria en termosolar que en fotovoltaica o eólica”

La Universidad de Aachen concluyó que con más de un 70% de fotovoltaica y eólica en el sistema, la operación de plantas termosolares con almacenamiento sería muy baja para ser competitiva.

“Uno de los descubrimientos importantes que hemos encontrado es que si aumenta la penetración de energías renovables fluyentes/intermitentes más y más, esto provocará que la generación base sea cada vez menor o se divida en porciones, por lo tanto provocan una reducción de horas a plena carga del resto de tecnologías” explica Stöcker.

En resumen, la termosolar con almacenamiento puede suministrar más del 30% en un sistema bajo en emisiones a un precio competitivo. Pero si representa menos de un 30%, la energía solar almacenable puede ser demasiado cara aumentando los costes del sistema.

http://www.solarpaces.org/press-room/news/item/128-germany-s-planned-90-percent-energiewende-will-need-csp

 

2017-05-23T21:06:22+00:00 23-05-2017|Categories: Destacadas, Internacional, Nacional, Noticias del día, Sin categoría|Tags: , , , |