panorama

Un artículo de Antonio de Lara

La energía verde sí debería dar de comer

12
La creciente desafección con las renovables es un síntoma. Si queremos que cambie, las energías limpias deben producir beneficios palpables para la sociedad. El gran reto actual es reducir el precio del kilovatio hora. Y ahí es donde el hidrógeno verde puede jugar un papel esencial porque se convertiría en el pivote del nuevo sistema energético y, por tanto, de la economía en general.
La energía verde sí debería dar de comer

Gran parte de las variaciones de la demanda eléctrica se cubren hoy con gas, es decir ex ante de la producción de electricidad. En un sistema 100% renovable, será la propia generación eléctrica la que, ex post tendrá que provisionar la energía de regulación.

Como las renovables no son gestionables, cuando la oferta supere a la demanda bajarán los precios; esto se aprovechará para cargar baterías, bombeos, etc, y producir hidrógeno verde (H2). Que producido por electrólisis del agua, sustituirá al gas natural en la generación de electricidad gestionable. También en aplicaciones energéticas difíciles de electrificar y para la obtención de productos como: fertilizantes, detergentes, plásticos, etc.

Así, sobre el sistema del H2 (Fig.1) pivotará el sistema energético y por tanto la economía en general. El mayor  coste de producir H2 es el eléctrico. Por ello, reducir el precio del kWh es el gran reto actual.

 

Esquema sistema del H2 verde

El corte del gas ruso ha propulsado el plan de descarbonización europeo. La aceleración de las renovables permitirá producir H2 verde para sustituir ese gas. Añadiendo demanda eléctrica gestionable para esta gran producción nueva, se despeja el riesgo de canibalización entre renovables, en pro de continuar con futura inversión. Por eso el gobierno, en sintonía con la UE, está primando inversiones en producción de H2. Se avanza así en el sector eléctrico y se van poniendo los mimbres para hacerlo en consumos energéticos difíciles de electrificar.

Todavía no hemos llegado ni al 20% de la potencia renovable necesaria para la descarbonización energética y cada vez hay más protestas por la ocupación de terrenos. Añadir más renovables para producir el H2 con el que amortizar el H2Med, complicaría mucho la situación. Como se refleja en la película “As bestas” premiada en los Goya, la gente necesita beneficios palpables para aceptar la situación.

No solo actualizar el PNIEC sino también ampliar su ámbito
La nueva fase que iniciamos se atisba tensa pues requerirá inversiones en costosos almacenamientos energéticos, alimentados por la propia electricidad. Rentabilizar estas inversiones va a requerir un mercado donde se alternen precios bajos de electricidad no gestionable para comprar, con otros altos donde vender la gestionable. Además, la media de estos deberá ser soportada por la economía, mientras que los precios bajos deberán posibilitar que el H2 verde producido, pueda competir con el gas natural.

Pero nuestro país es el más árido de la UE, y de nada le valdría ser el campeón en la transición energética, si no se toman medidas para mitigar y prevenir los daños del calentamiento global.

El Plan Nacional de Adaptación al Cambio Climático (PNACC 2021–2030) ya advierte que los recursos hídricos sufrirán disminuciones importantes y que en el sur y en el este, el estrés térmico será más frecuente, aumentándose la demanda de agua. Por ello, aconseja “integrar las medidas de adaptación al cambio climático con otras políticas en curso”. De hecho, por ley, en el actual Ciclo de Planificación Hidrológica 2022–2027 se recogen mermas en los recursos hídricos por la influencia del cambio climático.

Por ello, el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) debería integrar inversiones que mejoren la situación de los ciudadanos, gracias al abaratamiento de la electricidad no gestionable. Entre ellas, la principal sería el suministro seguro y abundante de agua a precios asumibles. Esto se puede conseguir con la desalación de agua de mar.

Desalación de agua de mar como compañero de viaje del H2 verde
Un sistema para desalación de agua de mar como el de la Fig.2, contribuiría de manera sinérgica a los objetivos de avanzar en la transición energética, adaptarse al cambio climático y reducir el CO2. Porque el almacenamiento por bombeo produce electricidad gestionable de forma más eficiente que hacerlo con H2; y la desalación es un seguro frente a grandes daños en agricultura, industria, turismo y suministro urbano, causados por las sequías e irregularidades de lluvia que se esperan. Además, subsanaría el problema del estrés hídrico actual en la agricultura.

 

Esquema desalación del H2O


En contraste, dotaciones que mejoren la situación hídrica actual, supondrían un incremento de tierra vegetal con captación de CO2, y la garantía frente a la aleatoriedad de la lluvia. Esto último es esencial para asegurar inversiones con proyección a toda la base social en agricultura de calidad, industria y turismo.

Para que los costes fijos de la desalación sean similares a los del H2 se recurrirá al efecto escala y, dado el carácter permanente de la inversión, a cargos de sólo costes de reposición. Para los variables se aprovechará electricidad no gestionable; además se usará el almacenamiento para comerciar con la electricidad.

Andalucía, paradigma de la lucha y adaptación al cambio climático    
Andalucía es la región que mayor energía solar puede aportar de la UE. Tiene una gran superficie donde instalar paneles solares; necesidad apremiante de agua; más de 800 km de litoral desde donde trasvasar agua desalada y el sentimiento profundo de haber sido utilizada, históricamente, como región extractiva. Que España se dedique a exportar electricidad e H2, sin usar la energía extraída de suelo andaluz para generar valor añadido en la región, será considerado como una afrenta más.

Pero dejemos el cante jondo como reliquia cultural. Evitemos posteriores lamentaciones. Hagamos que en el nuevo PNIEC la desalación sea elegida como prioridad. Andalucía podría usar su alta tecnología en agua y experiencia en desalación para invertir su déficit hídrico con cultivos asentados con los mejores ratios de valor añadido versus huella hídrica. Podría también minorar el impacto de las sequías, evitar la desertización y fijar CO2 convirtiendo terrenos áridos en tierra vegetal.

La cuenca del río Guadalquivir es la más importante de Andalucía con el 65% de su superficie. Forma una gran franja que va de este a oeste. Por su flanco sur y paralela al litoral discurre la estrecha banda de terreno de las cuencas mediterráneas. Estas, al igual que las atlánticas, limitan con la del Guadalquivir en macizos montañosos que vierten al mar por pequeños ríos, arroyos y barrancos.

 

Cuencas de los ríos andaluces

Cuencas de los ríos andaluces

Como aproximación al tema y para dar visibilidad al planteamiento realizado, propongo instalar en el litoral tres desaladoras de osmosis inversa; cada una de las cuales verterá hacia la zona del Alto, Medio y Bajo Guadalquivir. Tendrán una capacidad de 1 Hm3/día de agua desalada cada una. Esto les hará ser algo mayores que la de Taweelah (Emiratos Árabes Unidos), donde intervino Abengoa y que es la mayor del mundo con 0,9 Hm3/día. La financiación de esta planta se hizo mediante un contrato de compra del agua (WPA) durante 30 años a 0,49 $/m3.

En paralelo con lo anterior se espera un precio inferior a 0,30 €/m3 al aplicar el efecto escala para un pedido de 3 Hm3/día, unido a una ingeniería precisa y experimentada, una planificación esmerada, modularidad y secuenciación en la construcción y, sobre todo, la optimización de costes antes mencionada.

• Desaladora en Alto Guadalquivir
Serviría, por un lado, para aumentar la dotación a Levante y por otro, para realizar un trasvase desde el embalse de Cuevas de Almanzora al embalse de Negratín. Posiblemente, el trazado del trasvase actual sea el idóneo. Para producir electricidad flexible, se prevén dos nuevos embalses sobre los de Negratín y Cuevas de Almanzora, en cotas que superen a las de estos en más de 400 m y 300 m, como permite la orografía de la zona.  

 

Desaladora en alto Guadalquivir



• Desaladora en Guadalquivir Medio
Dado lo abrupto del terreno cerca de la costa, sería fácil encontrar aquí pronunciados desniveles y cerradas donde situar embalses con vistas al bombeo. En particular en la zona de Nerja y Maro desde donde se accede a la cuenca del Guadalquivir en algo más de una decena de kilómetros. Cerca de la línea entre ambas vertientes existe la posibilidad de situar un gran embalse superior a más de 1.400 m de altitud. Desde este se podrían realizar bombeos a un pequeño embalse situado en uno de los barrancos cercanos a la desaladora o/y hacer la explotación hidroeléctrica de los ríos Cacín y Genil para terminar en el Guadalquivir.

• Desaladora en desembocadura del Guadalquivir
La topografía llana que presenta esta parte de la cuenca solo permite almacenamientos de agua en los embalses de los ríos afluentes.

Ente andaluz de gestión hidroeléctrica
Agua y electricidad confluyen cada vez más. Por ello la hidroelectricidad debe de ser entendida contando con la transformación bidireccional entre ambos elementos. Por otro lado, al haber optado por las renovables y no por un sistema centralizado como el nuclear, hace necesaria la gestión regional de la oferta y demanda hidroeléctricas. Se debe tener en cuenta la visión de la Comunidad Autónoma acerca de las redes eléctricas e hidroductos, incluyendo las interconexiones con Europa y África. Andalucía debe tener aquí un papel relevante ya que va a ser un gran yacimiento de energías renovables y  puente energético entre ambos continentes.

Por ello, sería deseable la creación de un ente de gestión hidroeléctrica. Con visión regional, pero con acceso a los centros operativos y de planificación europeos, podría asesorar al gobierno regional en la coordinación del sistema energético nacional.

Ya que el cambio climático actual se debe a la quema de materia orgánica fosilizada, invirtamos el proceso. Fertilicemos tierras áridas generando riqueza, lo que incorporará materia orgánica al suelo fijando carbono.

Empecemos en Andalucía una antropización más humana del planeta. Pues aquí se unen dos continentes, fue punto de partida del encuentro con el Nuevo Mundo y partió la expedición que abrió mentes, al verificar que habitábamos sobre un globo.

• Este artículo está incluido en el número de marzo de Energías Renovables en papel, que puedes descargar gratis en formato PDF aquí.

Añadir un comentario
Fukushima4ever
Yo creo que no nos hemos vuelto imbéciles con el ecologismo. A medida que van empeorando las cosas con el clima, con la sequía, con la escasez de materiales y de alimentos, lo que se evidencia es que los ecologistas, salvo raras excepciones casi siempre estaban en lo cierto y que más nos habría valido hacerles caso. Con lo que nos hemos vuelto imbéciles es con el gran negocio de la agricultura de regadío que está creciendo fuertemente en los útlimos años a base de explotar recursos públicos, muchas veces de forma ilegal. El agua escasea también porque se abusa. La agricultura de regadío que, al fin y al cabo, es un negocio que tiene además un importante impacto en los recursos, la contaminación y la pérdida de biodiversidad.
Sol Mediterráneo
HIDRÁULICA. PNIEC. 2.025-2.030 Rev. 2.023
La hidráulica tiene la llave del éxito de las energías renovables, está limitada por la cantidad de agua disponible para desembalsar y producir electricidad. Eólica y fotovoltaica que van a tener una capacidad ilimitada de generación, se aliarán con la hidráulica de bombeo para tener siempre agua disponible para la generación.
Los objetivos actuales para 2.025, 14.359 Mw de hidráulica, 2.687 Mw de bombeo mixto y 4.212 Mw de bombeo puro son insuficientes, es urgente incrementarlos lo antes posible. Para 2.030 tenemos 14.609 Mw de hidráulica, 2.687 Mw de bombeo mixto y 6.837 Mw de bombeo puro.
Se recomienda para antes 2.030 llegar a 16.000 Mw de hidráulica esto nos obliga a revisar las posibilidades que todavía no hemos utilizado. Entre bombeo mixto y puro se debe llenar a 14.000 Mw de potencia instalada.
Es urgente empezar a analizar los proyectos de bombeo y ver sus viabilidad técnica, medioambiental y económica, el precio final de la electricidad no debe superar los 100 Euros/Mwh para aspirar a la subasta, que se debe celebrar antes de 2.024. Parece claro que ninguna empresa instalará potencia, si no existe una oferta pública para su construcción.
Es importante en bombeo que los embalse superiores tengan la máxima capacidad posible para almacenar toda el agua posible y alargar la generación.
Las centrales hidroeléctricas actuales hay que optimizarlas instalando fotovoltaica y eólica en sus instalaciones y aprovechar las líneas de evacuación, también será fácil bombear el agua desembalsada construyendo balsas río abajo.
Esta tecnología abre una nueva ventana de posibilidades para España y dará a los ingenieros hidráulicos la oportunidad de demostrar, las muchas aportaciones de estabilidad a las energías renovables.
Fukushima4ever
Muy de acuerdo respecto al bombeo y la desalación. El H2 verde es un poco una quimera. Me explico.
Estamos pensando en producirlo y exportarlo sin echar cuentas del balance energético y de los materiales implicados. El agua para los electrolizadores hay que reservarla y además depurarla (con electricidad), los electrolizadores producen H2 (con electricidad), el H2 hay que almacenarlo y bombearlo (con electricidad) y, menos mal, se produce electricidad con el H2 en pilas de combustible (quemarlo en un generador de electricidad es un derroche). Ahora bien, en todos esos procesos se disipa energía en forma de calor, energía que se pierde, energía que ya no se recupera casi de ninguna manera.

Por otro lado, tenemos la producción de fertilizantes que actualmente se importan y que no estaría mal que se tuviera cierta soberanía sobre semejante asunto (de momento es el carburante de los cultivos). En el periodo de la autarquía franquista no sólo hubo una "pertinaz sequía" sino una escasez abrumadora de fertilizantes porque los países productores no nos lo suministraban. Los fertilizantes dependen ahora del gas fósil (CH4) para producir H2 y luego NH3 con el N2 atmosférico, y de ahí nitratos (NO3-), urea, etc.. Necesitaremos mucho, mucho H2 para la industria química básica y, cuando tuviéramos cubiertas nuestras necesidades ahí, aún nos faltará para la industria (acero, cemento, etc.), para el transporte, para tantas cosas que surgirán mientras, pero no para exportarlo. El MidCat no es más que una forma de que se forren las constructoras y den mordidas a los políticos y además para lavar la cara al industria del gas fósil que se abre así una puerta a su supervivencia vistiendo de colorines (azul, gris, marrón, etc.) el H2 producido con gas fósil o con energía nuclear o vete tú a a saber.
Javier Perez Martin
Todo esto suena bien pero en este País nos hemos vuelto imbéciles con el ecologismo.
Este año tendremos una muestra de ello. En cuanto pasen las elecciones vendrán fuertes restricciones de agua para consumo humano, teniendo agua de sobra a nivel nacional, pero mal repartida. Y por qué? Por el ecologismo progre desmesurado, que impide construir nuevas presas y embalses y destruye los actuales.
Eso sin entrar en las envidias regionales que impiden un reparto justo del agua.
Como no lluevan 200 litros bien caídos entre abril y mayo vamos a ver un "número" en gran parte de España.
Y Usted pretende construir embalses?
Por desgracia en España tendremos que pasar sed para que se den cuenta de lo comentado antes.
Enhorabuena por el artículo
Sol Mediterráneo
Interesante y oportuno artículo porque la hidráulica y el bombeo en particular, es el siguiente escaló de las energías renovables. Fotovoltaica y eólica ya están teniendo sus primeros excedentes, que han activado la hidráulica de bombeo actualmente operativa. Si, es positivo que las desaladoras tengan un embalse asociado, que se utilice de pulmón y se le añada un bombeo, para optimizar la instalación, siempre utilizando energías renovables para su funcionamiento. De cara a la nueva revisión del PNIEC 2.025-2030 hay que definir la potencia a instalar y los plazos de las subastas, para que conozcamos los proyectos a financiar y sus costes. Tenemos trabajo por delante.
Francisco Repullo
Gracias por tu respuesta, pero quizá hablamos de cosas distintas. Para poder descarbonizar la UE, harán falta todas las renovables. Solo con electrificación no será posible. El H2 es por supuesto una gran esperanza, pero llevará su tiempo. Hoy en día circula más energía por las redes gasistas que por las eléctricas. La eficiencia del biometano para aplicaciones térmicas, duplica la de la aplicación eléctrica. Aparte, como bien apuntas, produce otros beneficios palpables para la sociedad, es un paradigna de economía circular, que ninguna otra renovable aporta. 20.000 plantas de biogás en Europa y más de 1.200 de biometano, merecen que se considere el sector. No creo que todos los demás países estén equivocados. No pretendo establecer una polémica interminable. Simplemente darte mi punto de vista desde el observatorio que presido, Gracias y un cordial saludo
Antonio de Lara
Francisco, sin agua no hay biomasa
He sido un ardiente promotor de la misma y por eso sé los problemas que tiene por los bajofundentes corrosivos. También el rendimiento energético y sobre todo que devuelves el mismo carbono a la atmósfera que se hsbía fijado. Por eso el potencial que apuntas ya veremos en cuanto va a quedar
Francisco Repullo
Veo con sorpresa y preocupación, que en el artículo ni se mencione el biometano, totalmente compatible con el gas natural, gestionable, almacenable y producido localmente a partir de los residuos orgánicos. Si es por ignorancia, aconsejo la puesta al día leyendo el Plan REPowerEU de la CE, que establece unos objetivos para 2030 y la descarbonización total en 2050. España, con un potencial de 165 TWh/año, segundo país en la UE, es un actor clave para lograrlo. No será posible sin esta bioenergía.
Pepe
Y todo eso lo va a hacer el PP andaluz, con la clase empresarial española.
Pensaba que esto era una revista seria, no un semanario humorístico.
Valencianet
Propuesta interesante la de este artículo. Simplemente añadir que el \'ansia\' que tienen algunos por exportar hidrógeno me parece una barbaridad. Lo que hay que hacer es tener unos costes de energía bajos y aprovechar ésa ventaja competitiva para fabricar nosotros aquí y vender productos terminados fuera. De este modo, se venderán productos con mayor valor añadido, se reindustralizará el país y se crearan más puestos de trabajo que si simplemente vendemos el hidrógeno. Hidrógeno sí, pero no para venderlo fuera...
1 2
Baterías con premio en la gran feria europea del almacenamiento de energía
El jurado de la feria ees (la gran feria europea de las baterías y los sistemas acumuladores de energía) ya ha seleccionado los productos y soluciones innovadoras que aspiran, como finalistas, al gran premio ees 2021. Independientemente de cuál o cuáles sean las candidaturas ganadoras, la sola inclusión en este exquisito grupo VIP constituye todo un éxito para las empresas. A continuación, los diez finalistas 2021 de los ees Award (ees es una de las cuatro ferias que integran el gran evento anual europeo del sector de la energía, The smarter E).