Como todos sabemos la energía eólica no es constante porque el viento no lo es. Sin embargo nosotros necesitamos una energía que sea constante, no nos vale que un día tengamos energía y otro no, o no la suficiente, ni siquiera se puede aceptar que la producción de energía eléctrica fluctúe de una hora para otra más allá de lo que determine la demanda.
Surge entonces el problema de cómo gestionar la energía eólica y el precio de esa gestión.
Datos:
En España hay unos 20.000 MW de potencia eólica instalada.
La producción de energía de esos 20.000 MW instaldos oscila entre los 1.000 y los 14.000 MWh, es decir el rendimiento real es de entre un 5 % y un 70 % de la potencia instalada.
Como media la energía eólica produce un 25 % de su potencia nominal. Es decir si un parque eólico tiene una potencia de 100 MW su producción media de energía será de 25 MWh a la hora.
Si este tramo de producción ser realiza entre las 8 de la mañana y las 11 de la noche, las horas en que más energía se consume, basta con no usar las centrales hidroelectricas y las CCC (Centrales de Ciclo Combinado) de gas dado que estas centrales son las que se usan para subir la producción en las horas de más consumo y además se puede interrumpir su producción fácilmente cerrando una compuerta o cortando el grifo de gas.
Si este tramo de producción se obtiene en horas de menor consumo (entre las 11 de la noche y las 8 de la mañana) el exceso de producción se puede utilizar para bombear agua de una central hidroeléctrica a otra situada rio arriba. Este agua se podrá utilizar luego para producir energía hidroeléctrica aunque en el proceso se pierda entre un 20 % y un 30 % de la energía. El exceso de energía tambien se puede exportar a Portugal, Francia o Marruecos. Y finalmente y en casos muy extremos se pueden parar algunos molinos de viento.
En cualquier caso más del 90 % de la energía eólica producida en este tramo se puede aprovechar, aunque para ello se tenga que parar varias CCC de gas.
Veamos ahora cómo se gestiona el resto de la energía eólica que produce entre 1.000 y 10.000 MWh.
En el tramo entre las 8 de la mañana y las 11 de la noche si la energía producida es menor de 10.000 MWh se ponen en marcha CCC de gas o se aumenta la potencia de las centrales térmicas de carbón.
En el tramo de las 11 de la noche y las 8 de la mañana las cosas son más sencillas: basta con mantener en funcionamiento CCC de gás que siempre están funcionando.
Dado que la variabilidad de la energía eólica es en este tramo, de entre 1.000 y 10.000 MWh, es necesario en todo momento tener preparadas centrales eléctricas que puedan producir 9.000 MWh. Estas centrales son hidroeléctricas, de carbón, pero mayoritáriamente CCC de gas.
En conjunto más del 95 % de la energía eólica producida se puede aprovechar.
Entonces por qué REE dice ESTO.
La razón es muy sencilla. La fuerza del viento y por tanto la cantidad de energía eólica producida puede predecirse, en gran parte, gracias a los satélites meteorológicos.
Los MW a los que se refiere REE no son MW de potencia instalada sino de potencia efectiva en ese momento y que se usan para cubrir cambios bruscos en la producción de energía eólica no previstos por los satélites meteorológicos.
De hecho en el post de SOMOS EÓLICOS se dice:
«El respaldo que el Operador del Sistema requiere se limita a los cientos de MW en que puede bajar la aportación eólica bruscamente en determinadas circunstancia.»
Con esos 800 MW sería suficiente, efectívamente, para cubrir cambios bruscos en la producción de energía eólica.
Pero como esos 800 MW de respaldo se tienen que mantener en todo momento, cuando son utilizados debido a un descenso brusco del viento, otra CCC de gas se pone en funcionamiento para mantener siempre el respaldo de 800 MW para cubrir esos cambios bruscos e imprevisibles.
Basta observar la estructura de generación eléctrica de REE y ver como cuando baja la producción de energía eólica sube la producción de las CCC de gas (e hidroeléctrica y del carbón) y viceversa.
Si realmente sólo existiesen 800 MW de respaldo entonces en el momento que la energía eólica bajase de los 8.000 MWh de producción en el horario de 8 de la mañana a 11 de la noche el sistema saltaría y se producirían apagones. (a no ser claro, que se recurra a la importación de Francia)
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Es cierto también que cuando dije en que eran necesarios 0,9 MW de potencia de CCC de gas instalada por cada MW de potencia eólica estaba en un error.
Con los datos que ahora tengo un dato más ajustado sería decir que con 0,4 MW de potencia instalada de CCC de gas por cada MW de energía eólica sería suficiente.
Sin embargo eso no abarataría mucho el precio del KWh de la eólica + gas, puesto que al ser menor el aporte del KWh de CCC de gas al mix, y ser el KWh de CCC de gás más barato, el coste del mix aumentaría, aunque la necesidad de un menor número de CCC de gas como respaldo compensaría ese aumento, disminuyendo ligeramente el coste. Eso daría un coste de la energía eólica:
Coste del KW de potencia eólica: 1.200 €.
Coste del KW de potencia de CCC de gas: 500 €.
Periodo de vida útil de un aerogenerador: 25 años.
Periodo de vida útil de una CCC de gas: 30 años.
Coste del gas (4,00 € / millón de BTUs).Coste del capital: 0,02 centimos de euro / KWh
Coste del gas: 0,018 céntimos de euro / KWh
Costes de mantenimiento: 0,005Coste del KWh del mix eólico- gas: 0,043 céntimos de euro / KWh
ATENCION NO ESTOY INCLUYENDO EN ESTE COSTE EL DE LOS 800 MW en continuo funcionamiento de respaldo que aumentarían el coste en un 10 % hasta los 0,47 céntimos de euro / KWh
Como resumen decir que:
Sí, es cierto que con 800 MW de potencia efectiva de reserva sería suficiente para cubrir los cambios bruscos en el viento.
Pero también es cierto que son necesarios 8.000 MW de potencia instalada, pero no en funcionamiento contínuo, para mantener la estabilidad del sistema. Esa potencia instalada pero sin funcionar de una manera regular podría estimarse, restando la potencia instalada de energía hidroeléctrica y de centrales de carbón, en unas 6 o 7 CCC de gas de 800 MW de potencia.
A estas 9 o 10 centrales de CCC de gas que sólo producirían a tiempo parcial en función del viento habría que añadir otras 7 u 8 para cubrir las horas de mayor consumo y otras 5 que estarían fuera de servicio puesto que se construyeron cuando se esperaba que el consumo de energía eléctrica fuera en el 2011 de 280.000 o 290.000 GWh cuando en realidad fueron de 255.000 GWh debido a la crisis.
El caso es que, entre unas cosas y otras, de los 25.500 MW de potencia instalada en CCC de gas sólo el 25 % unas 6.500 MW funcionan de forma continua.
Es normal, dado que las CCC de gas soportan casi toda la variabilidad de producción y consumo del sistema eléctrico español, que las empresas propietarias de esas instalaciones reclamen alguna compensación.
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Y ya por último, algo debe de ocurrir en el sector eólico para que las principales empresas se hayan desplomado en Bolsa arruinando a sus inversores.
VESTAS, la multinacional danesa lider mundial en aerogeneradores, ha visto como en poco más de 3 años y medio sus acciones han bajado de las 500 o 600 coronas danesas a 70 coronas. Sus accionistas han perdido más del 85 % de su dinero.
GAMESA, multinacional española, segunda empresa mundial en aerogeneradores. Las acciones de la corporación española han caido desde los 30 euros por acción en el año 2008 a los 3,20 euros el pasado viernes. Sus accionistas se han arruinado puesto que han perdido casi el 90 % de su inversión.
Algo falla.
me gusto la informacion¡
Lo primero, a día de hoy en Japón sólo hay 3 reactores funcionando de los 54, se va a parar otro en marzo y los dos últimos en verano, se sigue esperando a que se autorice reiniciar alguno de los detenidos.
Por otro lado, los 13.000 Mw de variabilidad eólica son ciertos, lo que no me parece justo es que sólo sea la eólica la que tenga que asumir el coste de la energía de apoyo. Porque esa energía de apoyo la usan todas las tecnologías.
La hidráulica en 2010 con un invierno lluvioso llegó a aportar 11.000Mw/h, este seco invierno de 2012 no supera los 6.500Mw/h
Los ciclos combinados en 2009 y 2010 tuvieron que producir hasta 17.000Mw/h para dar respuesta a los picos máximos de demanda de esos años, es decir que el coste de tener esos 17.000Mw no se le puede achacar a la eólica, sino a la demanda, hay que tenerlos sí o sí para hacer frente a los picos de demanda, independientemente de la capacidad eólica.
Porque en el año hay días que se superan los 44.000Mw de consumo máximo y días del año que el consumo máximo son 30.000Mw, es decir hay 14.000Mw de diferencia, Muchos más de los 8.000 que la asigna a la eólica.
4.000Mw nucleares, 5.000Mw hidráulicos, 8.000Mw eólicos, días que la punta supera los 44.000Mw, días donde la punta no supera los 30.000Mw.
Es el sistema el que necesita sobrecapacidad, no una sola tecnología, y no puede cargarse el coste de esa sobrecapacidad sobre esa única tecnología como hace usted.
Un saludo.
Muy bien , el problema es que la energía eólica tiene una variabilidad desde los 1.000 MWh hasta los 14.000 MWh. Es decir un rango de 13.000 MWh. eso no es comparable con ninguna otra fuente de energía.
Parar la mitad de las nucleares son menos de 4.000 MWh y eso es un hecho excepcional y previsible a largo plazo.
Además el sistema tiene que hacer frente a la variabilidad de las horas valle y las horas pico de demanda que está cerca de los 20.000 MWh y eso todos los días.
Esa variabilidad diaria era manejada normalmente con una suma de carbón, hidráulica y gas.
Ahora con la eólica la necesidad de energía de apoyo aumenta dramáticamente. Ya no se trata de unos miles de MW se trata de 13.000 MW!!
La cantidad también importa. En Japón la producción de energía nuclear suponía el 29 % de la producción y las centrales nucleares cerradas después del accidente de Fukushima fueron 43 sobre 54. Es decir se produjo una pérdida del 25 % del total de la producción de energía y debido a eso se tuvo que poner en marcha un plan para reducir el consumo en un 15 % para evitar un catástrofe.
No se puede esconder en la variabilidad de producción normal de un sistema la gigantesca variabilidad de la eólica. Para un consumo medio de 30.000 MWh la eólica introduce una variabilidad de 13.000 MWh. Y eso que sólo produce un 16 % de la energía total. Imaginémonos lo que pasaría con una producción eólica del 30 % del total de la energía eléctrica.
Y el día que sólo tenemos 1.000 MWh de producción eólica y con sólo 800 MW de reserva ¿Qué hacemos para que el sistema no se venga abajo?
Es que se un tema diferente la energía de apoyo que necesita una tecnología, que el que necesita todo el sistema,
El día que una de las tecnologías no gestionables, aporta poco, tendrá que ser las gestionables las que cubran el hueco, Gas, Carbón e Hidráulica, (esta última si hay agua).
¿Cómo cubres el pico nocturno de las 21h si las fotovoltaicas no producen? Con las gestionables.
¿Cómo cubres la demanda cuando tienes la mitad del parque nuclear parado? Con las gestionables
¿Cómo cubres los picos de demanda los días más fríos y más calurosos? Con las gestionables.
Japón producía un 30% de su electricidad con nucleares, en menos de un año de sus 54 reactores solo tiene operativos 3, un 93% cerrados. Ha sido capaz de seguir funcionando sin problemas con unas pequeñas medidas de ahorro y con las otras centrales, imagino que principalmente las fósiles. ¿Por qué tenían un parque productor tan sobredimensionado capaz de en menos de un año modificar su forma de producir? Porque siempre se necesita tener exceso de energía gestionable para poder cubrir la variabilidad de la demanda.
Las tecnologías rígidas y variables necesitan una segunda tecnología que sea capaz de adaptarse a la demanda. Sólo un modelo de producción 100% gestionable no necesitaría ninguna tecnología de apoyo.
Es que el título del artículo es «Cómo se gestiona la variabilidad de la energía eólica …» , no como se gestiona la variabilidad del resto de las energías; más que nada porque era una respuesta a la presunta necesidad de sólo 800 MW de potencia para respaldar la eólica.
Por otro lado no hay que confundir variabilidad previsible de variabilidad aleatoria. La energía eólica es aleatoria no podemos influir en ella. La energía nuclear es previsible, pueden estar paradas varias centrales pero esas paradas están programadas por tanto no suponen ninguna aleatoriedad. Es cierto que puede haber fallos mecánicos que lleven a la parada de una central pero, por ejemplo en todo el 2010 y en las 8 centrales nucleares españolas sólo hubo 8 paradas no programadas.
http://www.foronuclear.org/energia/2011
Evidentemente la aleatoriedad de una y otra energía no son comparables.
No obstante cuando calcule el coste de el KWh nuclear también incluiré este apartado.
Saludos.
La variabilidad de la eólica es previsible, no aleatoria, se sabe que viento va a hacer mañana y cuanto va a producir ese viento, con un margen de error menor al 20%, que es por lo que se necesita esos 800Mw de apoyo que dice REE.
En esta página:http://www.esios.ree.es/web-publica/
Se puede ver las previsiones a 48 horas, así que es previsible las necesidades que la eólica puede cubrir y planificar que fuentes han de cubrir el resto.
La eólica es pues fuente no gestionable, porque no se adapta a la demanda, (como no lo es la fotovoltaica, la nuclear…), pero si previsible porque conocemos de antemano cual será nivel de producción, (salvo esa pequeña variabilidad que REE cubre con los 800Mw).
Un saludo.
Es normal que exista energía de respaldo para garantizar la estabilidad del sistema, lo que no entiendo es por qué se le carga el coste de esa energía exclusivamente a la eólica.
Los 800 Mw de respaldo que dice REE que necesita ante cambios bruscos de la eólica serán igualmente necesarios para cualquier otro tipo de energía o problema en la distribución.
Ejemplo: https://demanda.ree.es/demanda.html
Demanda de 10 octubre de 2011, parada no programada de la nuclear Trillo, en menos de 10 minutos más de 1.000Mw de pérdida de potencia, por supuesto tiene que existir respaldo ante esos posibles fallos, y son cambios mucho más bruscos de los que se pueden dar en la eólica cuyas pérdidas de potencia son mucho más suaves.
Es decir que el coste de energía de respaldo se ha de imputar a todas las energías y no sólo la eólica.
Respecto a que se necesitan 8.000 Mw de potencia instalada para cubrir la eólica, sucede lo mismo, nuevas fechas, 15 y 20 de mayo de 2011, 3 centrales nucleares paradas y se detiene por parada no programada una cuarta, la mitad del parque nuclear español parado, es decir 3.500Mw que tienen que producir otras tecnologías. Si a la eólica se le incluyen 8.000Mw de respaldo, a la nuclear habría que incluirle entonces al menos sus respectivos 3.500Mw.
Si no se desea tener que mantener energía de respaldo sólo se puede lograr con tecnologías gestionables, estas son básicamente gas y carbón, pues son las únicas que pueden adaptarse a la demanda.
Cargar sobre la eólica todo el costo de mantener la energía de respaldo del sistema me parece injusto. Este costo debe de repartirse sobre todas las energías no gestionables.
Un saludo.
Muchas gracias por el art. Mill. Es un privilegio obtener información de calidad sobre un sector como el energético que es una especie de Torre de babel, solo apto para iniciados.
Por mi parte, y desde mi ignorancia reafirmarme en una evidencia muy simple: lo que verdaderamente es útil y funciona (llámese automóviles, ordenadores, teléfonos móviles, electrodomésticos, etc, etec) no necesita de subvenciones para imponerse en el mercado. Por el contrario todo lo que recibe subvenciones (energías verdes, agricultura, cultura, ONG´s, etc, etc) es sinónimo de ineficacia económica y en la mayoría de las ocasiones de corrupción garantizada. Pero por supuesto siempre habrá una «buena» razón «bientencionada» detrás de cada subvención: proteger el medio ambiente, fomentar la cultura, proteger a los desfavorecidos, etc, etc.
No falla nada… Un sector que ha crecido en base a ayudas políticas y legislativas tiene que acabar ajustando su valoración, máxime cuando la crisis ha debilitado un poco la influencia de la mafia.
Esas caídas están en consonancia con esto.