Generación eléctrica distribuida, donde las energías renovables y la economía se dan la mano

La tristemente famosa planta nuclear de Fukushima constaba de seis reactores nucleares (cuatro de ellos, de 786 MW). En la vecina China, la presa de las Tres Gargantas es la de mayor capacidad de producción eléctrica en el mundo gracias a 32 generadores de 700 MW. Las dos cantidades son sorprendentemente similares a pesar de tratarse de tecnologías muy distintas. ¿No tendría sentido construir menos generadores de mayor tamaño? ¿O utilizar un número mayor producido en serie? Es posible hacerlo. De hecho, hay generadores de diferentes tamaños adaptados a cada necesidad, pero la principal restricción es económica y no técnica. Se busca que la energía eléctrica sea lo más barata posible y eso define cuál es el tamaño de generador más eficiente. Economía y tecnología se dan la mano en un equilibrio inestable y siempre cambiante.

La historia de la producción eléctrica ha venido marcada por un aumento considerable en el tamaño de las instalaciones de producción y de las propias empresas eléctricas. Las razones son múltiples, y de larga explicación, pero podemos decir que tienen su origen en una combinación de rentabilidad económica y limitaciones técnicas. El rápido desarrollo de las energías renovables ha servido para revivir este proceso delante de nuestros ojos. Por ejemplo, el tamaño de los aerogeneradores lleva dos décadas creciendo en busca de un menor coste para la energía producida. Cada unidad tiene un precio mayor, pero queda compensado por el incremento en la capacidad productiva. Esto tiene otras consecuencias económicas y sociales. Se hace difícil pensar que un particular utilice la energía eólica para producir su propia electricidad. El tamaño óptimo, el que produce la energía más barata, es demasiado grande.

¿Se trata de un hecho inevitable? ¿Se van a reproducir las mismas formas de producción y comercialización de la energía que hemos heredado del siglo XX? Lo cierto es que aún no lo sabemos. En el campo de la energía eólica, hay propuestas novedosas como la de la empresa holandesa Vandebron. Esta firma actúa como intermediara entre pequeños productores locales y los consumidores. La producción procede, principalmente, de grandes aerogeneradores, distribuidos en pequeños parques de dos a cinco aerogeneradores, que son propiedad de granjeros locales. El uso de nuevas tecnologías de comunicación y control permite que los consumidores elijan a quien desean como productor.

Pero la tecnología más revolucionaria en esta área es la solar fotovoltaica. Un gran parque solar sigue teniendo algunas ventajas y permite una reducción de costes respecto a un panel individual. Sin embargo, esta reducción es muy inferior a la que encontramos en otras tecnologías. Sumando los costes de la red de transporte y distribución, la ventaja empieza a ser dudosa. El mismo razonamiento puede aplicarse al almacenamiento de energía en baterías, una tecnología emergente de creciente importancia. Los modelos de acumuladores para el hogar, propuestos por empresas como Tesla o Nissan, puede ser más interesantes que una gran instalación de almacenamiento centralizado. El proyecto más importante en este sentido es la Virtual Power Plant, una colaboración público-privada promovida en 2018 por la administración del estado de South Australia. El objetivo es instalar paneles solares de 5 KW junto con baterías de 13,5 kWh en, al menos, 50.000 viviendas. Con una capacidad total de 250 MW, se trataría de la mayor instalación de generación distribuida del mundo. Cuando esté en funcionamiento, se espera que produzca energía a un coste un 30% inferior al actual y que contribuya decisivamente a mantener la estabilidad en el suministro eléctrico a los consumidores, un problema que también existe en otras zonas como el norte de Navarra.

Es muy difícil, más bien imposible, hacer predicciones cuando la tecnología está avanzando tan rápidamente.  Sin embargo, podemos estar seguros de que los mismos mecanismos económicos del siglo XX siguen actuando hoy en día. Es muy probable, salvo barreras legales insalvables, que el modelo más económico y eficiente triunfe. Y es posible que la generación distribuida tenga una oportunidad de convertirse en ese modelo.

 

Esta entrada ha sido elaborada por Ambros Liceaga Elizalde, miembro de la Comisión Ejecutiva del Instituto de Smart Cities (ISC) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA), donde trabaja como investigador

 

La biomasa forestal, fuente de energía sostenible

La biomasa forestal es el combustible más antiguo usado en el mundo, pero gestionado con criterios técnicos modernos. Leña, carbón vegetal, serrín, virutas… son productos que han sido tradicionalmente utilizados en talleres y hogares durante décadas, incluso siglos, para producir calor. Sin embargo, a partir de los años 60 del siglo XX, con la urbanización, el abandono de los pueblos y la reducción de la actividad en el medio rural, el origen de la principal fuente de calor ha ido pasando al gasoil y al gas natural. El uso de la leña ha quedado reducido al ámbito rural.

Sin embargo, hay una oportunidad única de recuperar y potenciar el uso de la biomasa forestal como una fuente de energía sostenible. Esto se debe a una combinación de factores: la gestión de los montes realizada en el pasado, la situación del mercado de los combustibles fósiles o el desarrollo tecnológico del sector, con nuevos tipos de combustible a partir de la leña y el serrín como astillas de tamaños homogéneos, briquetas y “pellets”, que son pequeñas pellas cilíndricas de serrín prensado. Estos nuevos combustibles han homogeneizado e industrializado la oferta de biomasa y las nuevas calderas e instalaciones han aumentado la eficiencia de este combustible, con rendimientos del 85 o 90%, de tal forma que generan más calor por unidad de leña.

Estos factores explican por qué el uso de la biomasa forestal como energía se está extendiendo rápidamente en el ámbito rural y de las pymes (pequeñas y medianas empresas), aunque queda como reto su desarrollo en ambientes urbanos e industriales.

No obstante, el uso de la biomasa tiene que hacerse de forma sostenible, es decir, que no provoque un deterioro de las condiciones ambientales, económicas y sociales. En la actualidad, existen herramientas cualitativas y cuantitativas para valorar la sostenibilidad del uso de esta energía de forma combinada en los ámbitos ecológicos, económicos y sociales.

Sin embargo, los principales retos para la sostenibilidad de esta fuente de energía son triples: ambientales, económicos y sociales. Ambientalmente, hay que mantener el funcionamiento del ecosistema y la biodiversidad del bosque a largo plazo para asegurar que su capacidad productiva no se reduce. A ello se suma que, económicamente, es necesario asegurar que existe una demanda suficiente para mantener la producción de biomasa, sin que desborde la capacidad de producción del medio ambiente y del sector industrial. Finalmente, desde el punto de vista social, la biomasa tiene que ser utilizada de forma que se ponga en valor un recurso local y se potencie la economía y el empleo rural, sin poner en peligro otros usos del monte. En definitiva, la viabilidad de la biomasa como una fuente de energía sostenible depende de los condicionantes particulares de cada monte, usuario y zona.

 

 

Este post ha sido realizado por Juan A. Blanco Vaca, investigador del Instituto de Innovación y Sostenibilidad en la Cadena Agroalimentaria (IS-FOOD) de la UPNA y coordinador del libro “Usando la biomasa forestal como una fuente de energía sostenible”

 

Energía en Navarra

¿A dónde va a parar el dinero que los navarros pagamos en las gasolineras, en nuestras facturas de la luz o en las de la calefacción?

La asombrosa cantidad de cuatro millones de euros diarios se escapa directamente de la Comunidad Foral, un dinero destinado a la compra de los combustibles fósiles que alimentan nuestros coches, calefacciones y un sinfín de aparatos que muchas veces están tan integrados en nuestro día a día que ni nos damos cuenta de que necesitan energía para funcionar.

Sin embargo, cada vez tenemos más energía renovable, ¿no es cierto? Cada vez se ven más paneles fotovoltaicos y aerogeneradores. Además, las máquinas cada vez son más eficientes y consumen menos energía. Entonces, ¿vamos por el buen camino?

El dato devastador que proporciona la Agencia Internacional de la Energía es que la demanda energética mundial se ha multiplicado por 2,5 desde 1971. En cuanto al origen de esta energía usada en el mundo, el 81,1% proviene de combustibles fósiles, porcentaje que apenas ha cambiado en el último medio siglo. Este apetito voraz de combustibles fósiles limitados es un problema de importancia global, que adquiere facetas de índole científica, tecnológica, económica, medioambiental, sociológica y política.

Centrándonos en Navarra, este porcentaje apenas cambia. El 80% de la energía total que consumimos en la Comunidad Foral proviene de combustibles fósiles: específicamente, un 40% es petróleo y un 40%, carbón y gas natural. Además de las repercusiones medioambientales, el impacto económico de esos cuatro millones de euros que nos dejamos al día debería darnos que pensar.

Hasta aquí hemos hablado de energía en general, que engloba desde el gas natural que usamos para poder disfrutar del agua caliente y la calefacción, pasando por la bombona de butano de casa de la abuela y la gasolina que ponemos en el coche, hasta la electricidad que empleamos para encender la luz o cargar el móvil.

No obstante, si analizamos únicamente la electricidad, Navarra pasa a ser un ejemplo positivo. El 86% de nuestro consumo eléctrico proviene de fuentes renovables, gracias principalmente a la energía eólica (o del viento), que supone el 50% de la electricidad que utilizamos. Si comparamos este porcentaje con la media mundial, se puede observar la gran distancia que sacamos: solo el 23% de la electricidad mundial se genera a partir de fuentes renovables. El problema es que la electricidad es solo una pequeña porción del pastel energético global.

Por lo tanto, a pesar de los buenos datos relativos a la electricidad, debemos ser conscientes de que nuestras demandas de energía van mucho más allá de la electricidad. Y es ahí donde debemos incidir, ya que nuestra dependencia de los combustibles fósiles tiene un gran impacto, tanto medioambiental como económico.

Para mejorar la situación actual, todos nosotros podemos actuar en dos grandes áreas energéticas: el transporte, responsable del 35% del consumo y alimentado en su práctica totalidad por combustibles fósiles; y el ámbito doméstico, que, junto con el comercio y los servicios, son responsables del 20% del consumo. Cambios en nuestra forma de vida como el uso del transporte público, la bicicleta o el coche compartido ayudarían reducir el consumo energético del transporte. Además, la sustitución del coche por uno eléctrico haría posible el uso de energía eléctrica (86% de la cual es renovable), en lugar de quemar directamente combustibles fósiles, lo que reduciría la elevada factura energética que estos suponen para Navarra. En el entorno doméstico, las mejoras en la eficiencia energética, dirigidas principalmente a reducir las necesidades de calefacción, supondrán un ahorro económico para los propietarios y un impulso hacia un modelo más sostenible.

 

 

Este post ha sido realizado por Leyre Catalán Ros (investigadora del Departamento de Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales y presidenta de la Asociación para la Promoción de las Energías Renovables en Navarra-APERNA), Alberto Berrueta Irigoyen y Javier Samanes Pascual (investigadores del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica y miembros de APERNA)