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La energía eólica reduce las emisiones de CO2 a pesar de la intermitencia de los vientos

Algunos estudios cuestionan la eficacia de los parques eólicos para reducir las emisiones de CO2, ya que se deben complementar con plantas térmicas convencionales cuando no hay viento. Pero según un informe de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid las reducciones del gas de efecto invernadero que aporta esta energía renovable son significativas incluso en esos casos.

Dos aerogeneradores en un parque eólico. / INTEF

Un estudio de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid revela que incluso en mercados energéticos en los que la energía eólica se integra con centrales produtoras de CO2, la contribución real a los objetivos de emisiones es positiva.

El trabajo, que publica la revista Energy, aporta al debate generado en torno a este tema el primer análisis sobre la interacción de los parques eólicos con las plantas térmicas en España y concluye que el balance global de las reducciones de CO2 es aún muy significativo.

Los resultados, con el conjunto de datos 2011, muestran unas emisiones menores a medida que la generación eólica reemplaza la convencional, aunque las reducciones no son equivalentes. A baja penetración, cada megavatio-hora (MWh) eólico introducido en la red permite evitar prácticamente todo el CO2 de cada MWh térmico desplazado.

Sin embargo, con niveles de penetración tan altos como un 50% el efecto del viento es acumulativo y las reducciones alcanzarían solo un 80%. Aun así, dicha reducción es aún muy significativa y en ningún caso despreciable o negativa como han llegado a apuntar otros análisis.

El concepto de 'ciclado'

En los últimos años se atribuye a las energías renovables la capacidad de reemplazar los combustibles fósiles y reducir por tanto drásticamente sus emisiones. Sin embargo, la economía de combustibles y las emisiones en los sistemas eléctricos establecidos no son proporcionales a la generación de las fuentes intermitentes, debido al 'ciclado' de las plantas térmicas que proporcionan el equilibrio de la red.

El término 'ciclado' se refiere a los cambios producidos en las plantas de gas o carbón, por diversas razones –incluyendo la generación renovable– cuyo resultado es que gastan más combustible por MWh. Así, la intermitencia eólica afecta negativamente a la reducción esperada de las emisiones por el hecho de que aun sustituyendo cada MWh de energía, no las rebaja en igual proporción en la medida que disminuye la eficiencia a cargas parciales.

Ciertos informes cuestionan incluso si la eólica respaldada por térmicas convencionales, podría en su caso llegar a emitir más que las plantas de gas más eficientes operando en solitario. Estos debates realzan la necesidad de análisis independientes del sistema eléctrico, sobre todo en los países con mayor penetración de la energía eólica, para elucidar su contribución real a los objetivos de emisiones.

Por ello, investigadores de la EUIT Industrial (actualmente ETSIDI), estudiaron a interacción de la producción eólica y plantas térmicas en España estableciendo los consumos extra de combustible en las unidades afectadas. Se han analizado todas las centrales de combustión en 2011, observando escenarios donde la energía eólica causa importantes desvíos en los programas de dichas plantas y definiendo un procedimiento para cuantificar las reducciones de CO2 basado en factores de emisión y curvas de eficiencia de las instalaciones en funcionamiento.

Los promotores de tecnologías renovables deben ser conscientes de los problemas derivados de su integración en la red eléctrica

Red Eléctrica Española intenta utilizar la mayor producción renovable posible, asegurando la fiabilidad del resto de las instalaciones, a la vez que publica datos detallados que facilitan los análisis. En términos generales, los bajos factores de utilización de las tecnologías de gas y carbón indican que no se usan consistentemente como carga base.

Para el estudio se han comparado escenarios reales y sin viento en lo relativo a generación de las 36 plantas de carbón (10,8 GW) y 51 de gas (25,6 GW) que constituyen el grueso de la potencia térmica instalada en la España peninsular. Con la producción neta de cada instalación, se calcula el ratio de combustible a distintos regímenes de carga y se multiplica por los factores nominales para obtener las emisiones totales.

El algoritmo abarca las 8760h de programación anual de todas las unidades –con las restricciones técnicas consideradas– y su correlación con la energía eólica permite cuantificar el impacto del “ciclado” en el sistema eléctrico español.

El estudio también sugiere algunas recomendaciones para mejorar la efectividad de las fuentes de potencia, como el modelado, la gestión del sistema eléctrico o el almacenamiento de energía. Los promotores de tecnologías renovables deben ser conscientes de los problemas derivados de su integración en la red eléctrica, de modo que el liderazgo mostrado hasta ahora –en las primeras fases de la transición de las energías fósiles– debería orientarse a buscar soluciones en línea con los objetivos europeos para un futuro energético sostenible.

Este trabajo ha sido realizado en el seno del Master ERMA (UPM) y, además de su publicación en Energy, se ha presentado en la Conferencia sobre Energía Sostenible y Protección Ambiental (SEEP2012) en Dublín.

Referencia bibliográfica:

Gutiérrez-Martín F., Da Silva-Álvarez R.A., Montoro-Pintado P. "Effects of wind intermittency on reduction of CO2 emissions: The case of the Spanish power system". Energy, 2013. http://dx.doi.org/10.1016/j.energy.2013.01.057

Fuente: Universidad Politécnica de Madrid
Derechos: Creative Commons
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