Home Ciencia Las nuevas baterías de Tesla y la posibilidad de independencia energética de España (y II).

Las nuevas baterías de Tesla y la posibilidad de independencia energética de España (y II).

escrito por Arturo Taibo 10 junio, 2015

Intro:

¡¡Un momento!! ¿No era yo el que me oponía a las energías renovables?

No, yo a lo que me oponía era a subvencionar a las energías renovables cuando estaban lejos (a años luz en el caso de la solar) de la rentabilidad. Si en su momento los 200.000 M€ que se comprometieron en subvenciones para las renovables se hubieran invertido en energía nuclear ahora la factura de la luz sería de la mitad.

Pero ahora, con lo que tenemos y con lo que sabemos, ¿qué se debería hacer?

Supongo que por casualidad el ilustre catedrático Antonio Ruiz Elvira expone AQUÍ su visión del asunto

Decir que la estupidez del señor Ruiz Elvira me supera.

 

CENTREMOS EL ASUNTO.

Las necesidades energéticas de España sumando electricidad (300 TWh), gasolinas y gasóleos (75 TWh) y gas natural usado por las viviendas (60 TWh) o directamente por las industrias (215 TWh) son de unos  650 TWh./año.

1 TWh = 1.000.000.000 KWh o MIL MILLONES DE KWh.
1 GWh = 1.000.000 KWh o UN MILLÓN DE KWh

Dicho de otro modo unos 14.000 KWh por habitante y año. (no se hasta qué punto el consumo de gas natural por las industrias puede sustituirse completamente por electricidad, vamos a suponer que sí).

 

1.- ¿CUÁNTO ESPACIO NECESITARÍAMOS?

Lo primero que hay que decir es que no se pueden poner kilómetros y kilómetros cuadrados de placas solares pegadas unas a otras por la sencilla razón de que las placas fotovoltáicas necesitan un mínimo de mantenimiento y es necesario poder acceder a ellas.

Vamos a suponer un uso del suelo del 66 % y placas de 1,7 m2 y 250 wp.

Con una radiación media de 4,5 KWh por día.

Suponiendo que 50 TWh los obtuviésemos de la energía hidroeléctrica o eólica.

1.000.000 m2 x (0,66 / 1,7 m2) x 250 wp x 4,5 KWh x 365 días =

160 GWh al año por Km2. o 0,16 TWh.

Si necesitamos 600 TWh al año, entonces necesitamos 3.750 Km2 de superficie.

80 m2 por habitante.

Es bastante obvio que no hay en España suficientes tejados para llegar a esos 3.750 Km2.

 

PLACAS SOLARES 1

Además los tejados de las viviendas plantean serios inconvenientes.

1.- No toda la superficie es utilizable. Hay terrazas y buhardillas con ventanas.

2.- Colocar los paneles en los tejados puede costar bastante dinero, dependiendo de la configuración de estos.

3.- La orientación del tejado. Los paneles solares dan el rendimiento que especifican sólo si están orientados hacia al sur y con una determinada inclinación (35 grados), si no su producción de electricidad baja drásticamente.

4.- Además de las placas solares es necesario sitio bajo la cubierta del edificio para los conversores y las baterías.

 

¿Cómo solucionamos estos problemas?

En mi opinión habría que reconstruir todas las ciudades españolas para tender a un modelo de viviendas unifamiliares con estructuras de tejado integrado con placas fotovoltaica.

Eso nos puede llevar unos 40 años.

O podemos allanar unos miles de kilómetros de terreno (preferentemente en Almería) para colocar los paneles solares

Nos puede llevar menos tiempo y dinero pero con este sistema el sueño del autoconsumo no sería posible.

PLACAS SOLARE EN SUELO

 

2.-EL PROBLEMA DEL INVIERNO.

Aunque los ciclos de día y noche y los producidos por periodos de buen o mal tiempo dentro de una estación podrían cubrirse con unas baterías nos queda el problema del invierno.

El problema del invierno con la tecnología actual es irresoluble. Pero muy irresoluble.
Sería necesario almacenar unos 75 TWh. durante el verano para consumirlos de noviembre a febrero. Eso, con unas baterías como las de Tesla, supondría invertir unos 22 billones de euros.
(22.000.000.000.000 €)

 

RACIACION SOLAR SEVILLA

 

La única solución razonable es instalar unas 40 centrales de gas natural de ciclo combinado de 1 GWp cada una. Y la solución es buena porque:

1.- A pesar de que esas centrales estarían fuera de servicio el 75 % del tiempo el precio del KWh no sería muy elevado: unos 7 céntimos de euro.

2.- Ya tenemos construidas 27, bastaría con construir otras 13 (y parte se podrían reconvertir centrales térmicas de carbón) con una inversión de 7.000 M€.

3.- Porque nuestra dependencia energética se reduciría drásticamente, con importar unos 2.000 o 3.000 M€ de gas al año sería suficiente. Una reducción de más del 90 % de nuestro déficit energético.

 

3.- EL PRECIO

Con los actuales precios es evidente que la solución solar fotovoltaica sería carísima, inviable.

Pero vamos a suponer que en los próximos 15 años los precios de los paneles fotovoltáicos, los conversores y las baterías se reducen en un 75 %… y mejoran algo sus especificaciones.

Entonces para 2030 tendríamos el siguiente equipo:

80 placas de 1,7 mt. x 1,0 mt. de 300 wp a 75 € cada una y con una vida útil de 30 años… 6.000  €.

Conversores suficientes para ese número de placas… 2.500 €.

Baterías como para almacenar 60 KWh y una duración de 6.000 ciclos … 5.000 €.

Montaje (material y mano de obra)…  5.000 €.

kit-solar-fotovoltaico-sistema-autonomo-68475-7896476

Si aceptamos que entre pérdidas y almacenamiento se pierde un 25 % de la energía, con este equipo de 24 KWp se podrían obtener 30.000 KWh al año (aunque otro 12 % lo tendríamos que “tirar” en verano cuando la producción sería demasiado alta, o tapar un 30 % de los paneles en verano).

Sería más razonable esperar un rendimiento de 25.000 KWh./año. Con un coste total del equipo de 18.500 € (aunque como las baterías habría que reemplazarlas a mitad de duración el coste sería de unos 23.500 €).

El coste del KWh sería de 5,5 céntimos de euro.

Lo cual, todo hay que decirlo, es más caro que el actual precio de la electricidad (y la gente se queja).

Dicho sea de paso no he calculado para esta inversión un TIR a  como el que los ecologistas se empeñan en calcular a las centrales nucleares, que si no nos iríamos a los 7 céntimos. Tampoco he calculado los costes del mantenimiento (limpieza) de las placas.

Sin embargo también hay que notar que si producimos todos estos equipos en España se generarían 600.000 o 700.000 puestos de trabajo directos y otros tantos indirectos, algunos miles de millones de recaudación fiscal y unos 15.000 M€ más de ingresos para la seguridad social.

 

4.- LA TECNOLOGÍA Y LA PRODUCTIVIDAD.

Obviamente no vale que importemos los equipos y nos dediquemos a montarlos aquí porque entonces lo único que haremos es reproducir la dependencia exterior y las importaciones cambiando de países.

Así que necesitamos no sólo la tecnología sino también la productividad para ser competitivos.

 

 

5.- EL CAPITAL.
Es muy bonito decir eso de “la inversión inicial es muy alta pero luego tienes energía gratis durante un montón de años…”

Créanme, cuando alguien usa términos como “muy alta” o “un montón de años” para determinar las variables más importantes de un asunto desde luego no se trata de ciencia.

Si queremos tener potencia como para depender casi en exclusiva de la energía solar (como ya he dicho más arriba debido al problema del invierno y a que la ciencia no ha conseguido ni remotamente aproximarse a la capacidad de almacenamiento necesario con un coste razonable,  siempre dependeríamos, en una pequeña parte, del gas natural extranjero) necesitamos una inversión, sólo en equipos y montaje, de más de 350.000 M€.

Sin capital acabaríamos pagando los intereses a otro país y por tanto estaríamos incluso peor que ahora.

El capital, en contra de lo que parece creer el sr. Ruiz Elvira, no cae del cielo.

 

Algunas notas.

Nota: probablemente el problema del invierno es mucho menor en el sur de California (paralelo 30) donde está el cuartel general de Tesla que en España (paralelo 40).

Nota: probablemente utilizando el fracking podríamos obtener en España el gas natural suficiente para abastecernos sin recurrir a importaciones.

Nota: también hay que confiar en que para entonces (años 30) tengamos vehículos eléctricos, de todo tipo, competitivos en precio y prestaciones a los actuales movidos por hidrocarburos.

Además necesitamos tejados o superficie para instalar todos los equipos y como he dicho más arriba hay dos opciones y muchas intermedias, pero todas requieren una importante inversión.

Si optamos por reconstruir el país necesitaremos 50 años para ir amortizando todas las viviendas, edificios comerciales y naves industriales y a 100 € de sobrecoste el m2 nos iríamos a los 600.000 M€.

Si lo que optamos es por utilizar tierra infrautilizada para instalar grandes centrales fotovoltáicas la cosa sería mucho más barata pero incluso a 10 € el m2 nos vamos a los 60.000 M€ y cuidado porque, aunque nos valen tierras infrautilizadas, no nos valen montañas (especialmente si no están orientadas al sur) y eso podría llevar esos 10 € m2 a 20 o 30 euros.

Con estas cifras es bastante evidente que no se puede hacer la transición en menos de 40 años… a partir del momento en que tengamos placas solares, inversores, baterías y coches a los precios y con las especificaciones que he citado.

No tengo ninguna duda de que tanto empresas privadas como gobiernos están trabajando e invirtiendo ingentes cantidades de tiempo y dinero como para solucionar los problemas tecnológicos y abaratar los precios. Puede que antes de los 15 años que he dicho tengamos esos equipos pero lo que no puede variar mucho son los 40 años para hacer la transición.

Simplemente habría que reconstruir el país: vehículos nuevos, instalaciones eléctricas nuevas, probablemente ciudades e instalaciones industriales nuevas y eso requiere una cantidad de capital que incluso en una consideración muy conservadora superarían el billón de euros (si nos vamos a mi opción favorita no bajamos de los 3 billones).

Y aunque todo ese capital se recuperaría, sólo podríamos reunirlo a lo largo de un periodo de aproximadamente 40 años. Y eso a un ritmo de entre 30.000 y 75.000 M€ al año.

 

CONCLUSIÓN.

Estamos aún muy lejos de que la energía fotovoltaica sea competitiva.

El truco que utilizan algunos es comparar el coste de la energía fotovoltaica con el precio de la electricidad para el usuario final sin decir que el 60 % de la factura eléctrica no es estrictamente coste real de la electricidad.
Ya lo he repetido mil veces pero no está mal hacerlo una vez más: en el precio de la electricidad al público minorista se incluye:

1.- Primas a las renovables.
2.- Primas a la cogeneración.
3.- Subvenciones a los grandes consumidores de electricidad.
4.- Subvenciones a los usuarios más desfavorecidos (bono social).
5.- Subvenciones a los consumidores de las islas.
6.- Subvenciones a la minería del carbón.
7.- Impuesto a la electricidad (5%).
8.- Costes de transporte y distribución.

También se obvia el coste de los inversores, las baterías, la instalación de los equipos y el problema del invierno en la parte de los costes de la fotovoltaica. Y esos costes son superiores al coste de las propias placas fotovoltáicas.

E insisto, si no fabricamos todas esas cosas en España a precios competitivos estaremos como estamos ahora en materia de dependencia energética.

Los cálculos de algunos no son más que un wishful thinking.
O un engaño.

Pero el gobierno y las empresas deberían estar atentos y tener planes para que a medida que la tecnología va mejorando y abaratándose estar preparados para la transición.

A no ser que todo sea postureo ecologista.