Haureu escoltat que l’electricitat s’ha de consumir en el mateix moment que es genera. La frase no és del tot exacte doncs, si bé l’emmagatzematge d’electricitat no és una acció massiva, el sistema elèctric fa recurs a aquesta acció. El sistema elèctric espanyol té pics de consum a l’hivern de més de 40.000 MW i valls de més de 25.000 MW, per la qual cosa la generació ha d’anar seguint aquesta variació, pujant i baixant. Hi ha una part d’aquesta energia que s’emmagatzema en complexes hidràulics turbina bomba, turbinant l’aigua de dia, generant electricitat, i bombejant l’aigua al vas superior de nit, consumint-ne. Aquesta acció, de gran importància per a la gestió de la xarxa elèctrica, té rendiments propers al 75%, essent la millor tecnologia avui a l’abast per emmagatzemar electricitat de forma massiva amb un rendiment raonable. El sistema de turbina-bomba a Espanya té una capacitat de cap a 2.900 MW, trobant-se en la seva major part al riu Duero, encara que a Catalunya és conegut el complex de Estany Gento i el de Moralets.
La corba de consum elèctric a Espanya és una aberració, és una corba no gestionada. Arriba a tenir relacions entre el pic i la base de 1,53, fet que complica la gestió elèctrica fins el punt de posar en risc el desenvolupament d’alguna tecnologia. A França la relació entre pic i base mitja és de 1,28, obtenint una corba més modulada.
Per què és important modular la corba de consum elèctric? En primer lloc per una raó d’eficiència del sistema. Quan el consum es fa en la fase pic el transport d’electricitat arriba a la potència màxima de moltes línies elèctriques, originant pèrdues per efecte Joule, portant el sistema al límit de forma que sovint no hi ha possibilitat d’atendre una avaria sense interrompre el subministrament, i es força al sistema elèctric a tenir recursos exclusius per resoldre aquests períodes, recursos que no poden ser barats.
En segon lloc perquè el sistema de generació elèctrica no és un sistema flexible del tot. Seria absolutament flexible si el sistema fos només hidràulic, però el mix de generació elèctrica està format per centrals de gas amb cicle combinat, centrals de carbó, centrals nuclears, centrals de cogeneració, parcs eòlics, centrals hidràuliques i parcs solars (fotovoltaics i termosolars). Dins aquest sistema les centrals hidràuliques són les més flexibles, seguides de les centrals de cicle combinat, les de cogeneració i les de carbó. Totes les altres tecnologies són rígides. Les centrals nuclears espanyoles no modulen ni un kW, treballen a pinyó fix, tant es genera tant s’envia a la xarxa. Els parcs eòlics també són rígids, generen quan n’hi ha, no quan es necessita, si vols ho agafes i sinó s’atura la generació. La mateixa cosa es pot dir de les energies solars. Per tant, des d’aquest punt de vista, la generació nuclear i la eòlica són tecnologies incompatibles entre sí per rígides.
Si estudiem la corba del dia 9 de novembre de 2010, dia en que es va generar el rècord eòlic fins ara, veurem com va actuar el sistema. A la nit la penetració eòlica va ser del 53,9% amb una producció màxima de dia de 14.800 MW. Per seguir aquest moviment eòlic el sistema va haver de reduir al màxim la producció amb cicle combinat fins 1.417 MW, havent d’apujar-la a la tarda fins 7.058 MW. El sistema hidràulic va anar des de -2.095 MW a la nit fins 4.015 MW al vespre. La generació nuclear ni es va assabentar que el sistema elèctric tenia un problema. Si la corba hagués tingut més consum nocturn i menys consum diürn, el sistema ho hagués tingut més fàcil. Imaginem el que passarà quan el parc eòlic es dobli, camí que estem fent sense pauses.
Finalment la modulació de la corba de consum elèctric ajuda a fer-se a la idea que l’energia té un valor alt, que és cara i difícil d’obtenir. La modulació de la corba obliga al consumidor a consumir de forma més responsable, no només quan a ell li ve bé. Fa pocs anys vaig llegir a tècnics del ministeri dir que el preu no feia modificar els hàbits de consum elèctric. Només observant el sistema francès és suficient per entendre que és possible, que si la corba espanyola no modula és perquè la diferència de preus dels períodes de consum no és prou gran. La introducció dels nous comptadors digitals ha de fer possible la transformació de la corba de consum i la seva modulació. És per aquesta via que el consumidor podrà encaixar les pujades de preus elèctrics en els propers anys. És un repte pendent i ara ja esdevé urgent. Què espera el ministeri per forçar les elèctriques a que canviïn els comptadors?
Aquest bloc tractarà bàsicament de la part de l’economia que té a veure amb l’energia. L’energia és un concepte que s’ha de veure lligat a l’economia i a la cultura on s’usa.
Jaume Josa
27/12/2010 23:18
Enhorabona per la iniciativa.
Joan, espero que aguantis força!
Un punt que no veig citat fins ara és el de l’impacte que té la generació d’energia en el canvi climàtic. Tenint-ho en compte, cal primar les energies amb baixes emissions (o baixa petjada de carboni). En aquest sentit la eòlica queda ben parada, però també la nuclear. No oblideu que països com Alemanya ha reobert el debat nuclear (no parlem dels USA ni d’Anglaterra). La eòlica caldrà potenciar-la més al nostre país Catalunya, on hem quedat clarament enrere front altres zones de l’Estat.
Pau Gibert de la Torre
26/12/2010 13:51
I què? L’energia eòlica es genera a l’estat. Com més energia propia tinguem menys dependents d’altres països estarem. Fa uns anys era impensable pensar que l’energia eòlica produiria més energia que la nuclear en un dia. Per no dir que és més neta. S’ha d’aconseguir reduir la dependencia de gas i petroli sigui com sigui que és el que realment ens hipoteca.
Joan Vila
26/12/2010 17:47
Pau, és evident que l’energia eòlica és desitjable, però cal resoldre els problemes que provoca. Per exemple hem de saber què farem quan no fa vent. A l’any tenim entre 2.000 i 2.500 hores equivalents de vent per a cada parc i cal decidir què farem amb les 6.000 hores restants. Per sort, quan bufa el vent és en el període hivernal, quan hi ha més consum elèctric. La tecnologia termosolar elèctrica pot ser una bona aportació a la solució, i és d’esperar que la fotovoltaica ho sigui a partir del 2015 o 2018 quan el preus de la seva generació iguali el de l’electricitat domèstica. Apart d’això sempre farà falta el recurs a centrals convencionals i el debat és cap a quin mix tèrmic hem d’anar.
Ramon Ribas
26/12/2010 13:43
Primer de tot agraïr-li aquests artícles.
Segon, desitjar que els pugui seguir fent tant com sigui possible. Trobar artícles d’aquest caire a la prensa es impagable. N’estic sincerament admirat.
Últim, una pregunta sobre el sistema turbina-bomba. Jo pensava que era per a poder dissipar per les nits la potencia generada per centrals nuclears o tèrmiques (quan ho vaig aprendre, el terme eòlic del mix no era gaire cosa) que no poden modificar inmediatament la potencia entregada actuant així com un ‘acumulador’ d’energia. Vaig bé? Com està calculat el rendiment d’aquest sistema?
Salut, sort i feliç any nou, ja que he arribat tard pel Nadal.
Joan Vila
26/12/2010 17:40
Ramon, intentaré seguir fins que aguanti, gràcies. Tens raó que les primeres centrals turbina bomba es van desenvolupar arran de les nuclears: tenen resposta ràpida i són l’equilibri perfecte per un sistema que treballa a potència fixa. Però l’arribada dels parcs eòlics accentúa encara més el seu paper doncs, a part de la rigidesa, s’hi afegeix la incertesa. El desenvolupament de totes les energies elèctriques renovables depèn de la imaginació i la tecnologia que sabrem desenvolupar per resoldre els problemes. El major és l’emmagatzematge, però hi ha problemes d’estabilitat del sistema, de transport, de gestió,… que s’hauran de resoldre. Fa anys que a Espanya s’avança en la resolució d’aquests problemes i mai havíem arribat a una penetració del 53% eòlica en el sistema. Els deures els hem de fer construint més centrals de bombeig (vaig suggerir transformar el sistema Sau-Susqueda en un sistema de bombeig), s’han de construir mini centrals de bombeig, hem d’esperar desenvolupament d’emmagatzematge amb supercondensadors, bateries o màquines amb inèrcia, hem d’insistir en la importància d’un parc de cotxes elèctrics que puguin emmagatzemar de nit i alliberar de dia (V2G), hem d’augmentar les connexions internacionals de la xarxa elèctrica i s’ha de treballar per fer intel·ligent el sistema amb la introducció de comptadors digitals que permetin el desenvolupament d’energies distribuides. T’acabo de fer tot un programa energètic. M’hi aniré referint en els articles perquè aquest és el meu model.
Sort pel nou any perquè la necessitarem. Ja m’agradaria entrar al 2012.
Francesc Pujol
26/12/2010 8:54
El problema en els propers anys no és la corba de demanda elèctrica sinò l’excés de generació d’energia i la manca de rendibilitat de parcs eòlics i centrals de cicle combinat i d’altres infrautilitzats a causa de la baixada del consum. El sector de la generació ha estat creixent a un ritme d’un 5-7% anual, en bona part a causa de les subvencions, i el consum no para de baixar fruit de l’estalvi i la major eficiència energética i la pujada del preu del quilowatt, que a primers del 2011, assolirà un 40% d’augment si se suma les que hi han hagut en els darrers anys
Joan Vila
26/12/2010 17:27
Francesc, el problema és que el país ha definit un futur energètic basat en el desenvolupament eòlic i les empreses elèctriques no se’l van creure i van invertir en cicles combinats. Avui hi deu haver prop de 28 GW en cicles combinats i 20 GW en parcs eòlics. A això, com bé dius, s’hi ha d’afegir una baixada en el consum. El resultat és que els cicles combinats, no els parcs eòlics, han deixat de ser rendibles. L’efecte de les renovables sobre el preu és interessant es diu merit order effect. Seria bo que un dia fes un post parlant dels preus i de com les renovables poden fer baixar els preus del sistema. Ara les companyies elèctriques s’han cregut que el model eòlic és possible, ho pots veure en el canvi de Gas Natural apostant a última hora per nous parcs eòlics. El consum ha baixat per la crisi i perquè els preus van arribar a un punt on l’eleasticitat del mercat va començar a funcionar. I creu-me, en el món de l’energia cal que els preus siguin indicadors d’estalvi, és l’únic camí que hi indueix, és un error subvencionar o falsejar els preus.