[pms-logout text="Bienvenido, {{meta_user_name}}" link_text="Salir"]
Los retos de la energía
Transición hacia un nuevo modelo energético
Una oportunidad para España
José Luis Marín López-Otero
Ingeniero de caminos, canales y puertos.
Coordinador del Comité de Energía del CICCP. Exdirector general de Endesa S. A.
Expresidente de Renovalia S. A.
Expresidente de Retevisión S. A.
Este número de la ROP trata de analizar en varios artículos complementarios los grandes retos energéticos a los que se enfrenta una Europa en crisis energética. El propósito es presentar las alternativas que permitirán construir, a partir de una mayor electrificación de la economía con generación sin gases de efecto invernadero, un nuevo ecosistema descarbonizado, competitivo e independiente de las tradicionales energías fósiles. Este artículo ofrece una visión general de la situación energética de España en su entorno europeo y presenta las políticas disponibles para gestionar los grandes desafíos a los que se enfrenta nuestro país.
Crisis energética
Desde la crisis del petróleo de 1973, la independencia energética ha sido un constante desafío, no resuelto, en todos los países de la Unión Europea y en España en particular. La guerra de Ucrania ha vuelto a poner de manifiesto la vulnerabilidad de Europa por su altísima dependencia de las importaciones de petróleo y gas. España se abastece, en más de dos tercios de su energía primaria, de terceros países, importando 370 000 GWh de gas y 64 millones de toneladas de petróleo al año. En situaciones de crisis energética como la actual esto se traduce en un coste que ha alcanzado niveles inasumibles del orden de 70 000 millones de euros, contaminado al alza la formación de las tarifas eléctricas. Estas enormes cantidades monetarias equivalen al volumen del gasto sanitario de nuestro país y se han convertido en un potenciador de la inflación y de la crisis económica. La respuesta a esta situación debe ser una política estable que permita resolver satisfactoriamente lo que se conoce ya como el «trilema» de la energía, una encrucijada que obliga a armonizar con éxito la seguridad e independencia del suministro con la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y un coste competitivo.
A pesar de este contexto de incertidumbre energética, con buen criterio, los países europeos siguen comprometidos con el liderazgo mundial en la implantación de políticas de lucha contra el cambio climático y, con el objetivo de alcanzar la neutralidad de CO2 en 2050, fomentan la transición energética con políticas basadas en las energías renovables y en tecnologías que no emiten gases de efecto invernadero. Los EE. UU., aunque tarde, se han sumado a este movimiento con un programa de 500 mil millones de dólares, estructurados en la ley IRA, fomentando la inversión en nuevas tecnologías de descarbonización.
Nuevas estrategias
En esta situación de alta volatilidad de precios, con costes elevados de las importaciones de gas y petróleo y también los asignados al CO2, la Unión Europea está sometida a una gran debilidad geopolítica lo cual tiene un gran impacto en su competitividad. Afortunadamente la reacción de las instituciones no se ha hecho esperar y se han dado los primeros pasos para implantar programas de Repowering o de Fit for 55, que movilizan 300 000 millones de euros y que aspiran a mejorar el nivel de precios, la descarbonización y la autonomía energética. El objetivo es reducir drásticamente el consumo de gas en, al menos, un 15%, implantando para ello políticas de eficiencia, de compras conjuntas diversificadas de GNL, de nuevos desarrollos de plantas de energías renovables (600 GW de autoconsumo y fotovoltaica (FV) más 510 GW eólica) y de fomento del transporte sin emisiones; incluso, en algunos países, la ampliación del funcionamiento de las centrales de carbón que se iban a cerrar. Producir 10 millones de toneladas de hidrógeno verde en 2030 (equivalente a 3 bcm de gas) es otra de las opciones consideradas; se espera que en 2030, simultáneamente con la maximización de la electrificación de la economía, estas acciones consigan que un 45% de la energía primaria de la UE sea producida con fuentes renovables, duplicando las cifras de 2022.
Consumo de energía primaria en España
Las energías renovables presentan importantes ventajas, entre las que destacan la rapidez de su desarrollo, su bajo impacto medioambiental sin emisiones de CO2, la creación de empleo, y la producción de electricidad a costes muy competitivos (el LCOE (leverage cost of energy) de una planta fotovoltaica en España ha bajado en 20 años desde niveles de 0,4 €/kWh a 0,045 €/kWh; igualmente el LCOE de una instalación eólica en tierra se encuentra en niveles de 0,05 €/ kWh).
LCOE de electricidad, fotovoltaica y eólica
Energías renovables en la Unión Europea. Porcentaje respecto al consumo bruto de energía total
Energías renovables en España
España, con un significativo nivel de insolación en el rango entre 1600 y 2000 kW/m2—el doble que el de Alemania que es una gran potencia renovable—, cuenta asimismo, por su situación geográfica entre el Atlántico y el Mediterráneo, con un alto recurso eólico terrestre y marino. Este gran potencial de generación renovable, junto con una singular capacidad de almacenamiento, gracias a nuestra orografía, en centrales hidroeléctricas reversibles o termosolares, ofrece condiciones inigualables para que España pueda convertirse en una gran potencia de generación de electricidad sin emisiones de CO2, pudiendo llegar a ser, por primera vez en su historia, un suministrador competitivo de energía para Europa y cumplir asimismo con sus compromisos de reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero, llegando a la neutralidad climática en 2050. Las medidas para alcanzar estos ambiciosos pero necesarios objetivos se presentan en España en el PNIEC (en revisión cuando se escribe este artículo y en información pública hasta septiembre de 2023), y en la Ley del Cambio Climático y la Estrategia de Transición Justa, que conforman los pilares esenciales del nuevo modelo energético. La aspiración del PNIEC revisado es que se implanten 105 000 MW de energías renovables nuevos en 2030 con los siguientes objetivos coherentes con Repower EU:
- 32% de reducción de los gases de efecto invernadero respecto a 1990;
- 48% de renovables sobre el uso final de la energía (42% en PNIEC anterior);
- 81% de energía renovable en la generación eléctrica (74% PNIEC anterior);
- Reducción de la dependencia energética hasta un 51%.
En cuanto al resto de tecnologías, el PNIEC revisado a 2030 contempla 26 600 MW de ciclos combinados de gas, 3000 MW nucleares (se cierran 4000 MW), y ninguna central de carbón en explotación, confirmándose el gas como la energía de respaldo frente a la alternativa más ventajosa de mantener todas las centrales nucleares en operación, al ofrecer menor dependencia del exterior, menos emisiones de GEI y precios más estables.
Almacenamiento hidráulico de energía. Esquema central hidroeléctrica reversible
La mejora de la eficiencia energética es otro de los vectores que la economía española debe usar para buscar la anhelada autonomía y competitividad de sus sectores productivos, y la revisión del PNIEC establece la mejora objetivo en un 44%.
Las encuestas más recientes a ciudadanos europeos indican que la lucha contra el cambio climático y la autonomía energética deben ser lideradas por las energías renovables y, en ese mismo sentido, el apoyo de los españoles a las energías fotovoltaica y eólica es muy considerable, en niveles del 80%, lo que sin duda debería favorecer la consecución de estos retos tan ambiciosos de generación renovable. Hay que resaltar también que las energías renovables han potenciado el desarrollo en España de una importante industria nacional, tanto eólica como fotovoltaica, que ya ofrece aerogeneradores de gran potencia e incluso sin aspas, muy útiles estos últimos en entornos urbanos o en zonas con aves. La única objeción que se podría poner a ello es la necesidad de seguir importando paneles fotovoltaicos de Asia.
El potencial de implantación de la energía fotovoltaica se está consolidando con éxito, bien en proyectos de suelo, bien en tejados; en esta última modalidad, normalmente en formato autoconsumo. Gracias a una legislación favorable, con peajes evitados y compra de excedentes, la fotovoltaica (FV) está experimentando un gran desarrollo; en 2022 se implantaron más de 4000 MW de FV, de los cuales hay que destacar el despegue de las instalaciones de autoconsumo, que alcanzó 2507 MW en unos 200 000 hogares y empresas. El objetivo del PNIEC revisado y por el que hay que seguir luchando es para que en 2030 haya un total de 76 000 MW en FV, de los cuales 19 000 MW sean de autoconsumo, convirtiéndose así la energía solar fotovoltaica en la primera fuente eléctrica por capacidad instalada de España. La patronal europea Solar Power considera el potencial de España en una cifra de 179 000 MW, más del doble, lo que supondría comprometer una extensión del orden de 400.000 hectáreas, superficie que, aunque puede parecer muy grande, equivale a menos del 1% de la superficie de España (50 millones de hectáreas) y, por lo tanto, debería ser perfectamente asumible por la sociedad. La Agencia Internacional de la Energía confirma igualmente esta tendencia en todo en el mundo al anunciar que en 2023 las inversiones en energías limpias llegarán a los 1,7 millones de millones de dólares, superando a las del sector fósil, que ascienden a 1 millón de millones de dólares.
Hay que reconocer con ecuanimidad las grandes ventajas de los parques eólicos en combinación con el autoconsumo
El mundo eólico es hoy una gran realidad de generación eléctrica en España, que, desde que se instalaron los primeros aerogeneradores en el valle del Ebro lleva ya más de 40 años operando ininterrumpidamente. Con un total de 22 000 aerogeneradores en operación equivalentes a 30 000 MW, la energía eólica ha dado cobertura en 2022 al 25% de las necesidades de electricidad españolas, situándose como primera tecnología en el ranking de producción. El PNIEC revisado considera que en 2030 debería haber en España 62 000 MW operativos, para lo cual será necesario instalar más de 4000 MW al año. Los nuevos aerogeneradores, con una altura de hasta 260 metros y palas de 107 metros, pueden llegar a potencias superiores a los 10 MW; sin embargo, en muchos sectores de la sociedad han surgido las primeras dudas de que se pueda mantener ese ritmo tan alto de instalación, principalmente por la lentitud de los permisos y la falta de redes de transporte y distribución para su evacuación.
Eólica marina
En el mar hay un importante recurso eólico por la alta velocidad del viento y su constancia, que hace que la producción por MW instalado sea el doble que en tierra (5000 horas versus 2500) y, por lo tanto, se ha presentado con acierto su desarrollo en el Plan de Ordenación del Espacio Marino español. Europa del Norte lleva años instalando un gran número de aerogeneradores en el mar, en aguas poco profundas; el gran reto de España es construir parques competitivos con estructuras flotantes en aguas con una profundidad de entre 150 metros (Cataluña y Asturias) y 500 metros (Canarias, Galicia, Andalucía), y con olas de hasta 28 metros, instalando turbinas a 150 metros sobre el nivel del mar que ya superan los 15 MW, que convierten a la industria española en líder europea en la fabricación de torres con un 74% de cuota, según un estudio de Rystad Energy. La hoja de ruta del MITECO, publicada en diciembre 2021, establece 23 líneas de actuación para que España sea una referencia mundial y que, utilizando recursos nacionales, se puedan instalar hasta 3000 MW en 2030 (200 aerogeneradores) en unas áreas predefinidas de 5000 km2, escasamente un 0,4% de las aguas territoriales españolas. Debemos señalar que hay un gran reto de I+D+i para reducir los actuales niveles de inversión un 25% en 10 años y conseguir que los actuales LCOE se reduzcan y sean competitivos con la energía renovable terrestre.
Controversia medioambiental
Los proyectos de energías renovables, a pesar de la gran oportunidad que representan para conseguir un transición energética en nuestro país, han despertado en algunas comunidades y colectivos mucha controversia medioambiental porque consideran que, a pesar de no producir CO2 ni residuos, impactan negativamente en la agricultura, los bosques, la fauna o la pesca. Evidentemente los parques eólicos o solares ocupan extensiones de tierra o mar, impactan en el paisaje, y afectan a los hábitats de especies terrestres o marinas, pero hay que reconocer con ecuanimidad sus grandes ventajas en combinación con el autoconsumo, ya que son la única alternativa autóctona respecto a los modelos tradicionales de combustibles importados, que emiten CO2 y son insostenibles para la economía. La UE considera crítico facilitar permisos y autorizaciones, y España debería seguir esta política con el máximo respeto al medioambiente y fijando un objetivo de obtención de licencias de tres meses como máximo si se quiere llegar a cumplir los objetivos del PNIEC.
La etiqueta de «energía sostenible» e incluso de «energía verde» por parte de la Comisión Europea a la electricidad nuclear ha dado lugar a un gran debate entre los diferentes países de la Unión. Algunos, como Francia, consideran que su apuesta nuclear es el camino correcto para buscar la independencia energética en un modelo que, como se ha señalado, apuesta por la electrificación de la economía, visualizando un futuro que combine armónicamente la energía nuclear y las renovables. Por el contrario, otros como Alemania han cerrado esta primavera sus últimas tres centrales nucleares en operación comercial y se han vuelto a centrar en el carbón y el gas licuado de importación como apoyo a las renovables. En este complejo contexto, la sociedad española debe debatir sin ideas preconcebidas las ventajas de la extensión de la vida útil de sus 7 centrales nucleares, que producen más del 20% de la energía eléctrica, con costes a largo plazo conocidos y estabilizadores de la curva de precios, sin emisiones de CO2 y cuyo cierre obligaría a quemar alternativamente gas de importación en centrales de ciclo combinado, lo que daría lugar a un impacto muy negativo en los precios de la electricidad, emitiendo además los indeseados gases de efecto invernadero.
Comunidades energéticas
Las comunidades energéticas son entidades jurídicas constituidas por socios que generan y consumen su propia energía renovable, optimizando la inversión de la instalación y que, gracias a una legislación facilitadora, presentan un futuro prometedor pues constituyen una alternativa adicional para conseguir las metas del PNIEC. La Unión Europea ha fijado como gran objetivo que en 2030 que haya 70 millones de hogares produciendo electricidad y, sin duda, las comunidades energéticas contribuirán a cumplir esta ambiciosa meta.
Movilidad eléctrica
La movilidad eléctrica debería ser otro de los motores del cambio hacia una economía electrificada, descarbonizada, amigable con las ciudades y sin emisiones de CO2 que permita eliminar a medio plazo la dependencia del petróleo. Las ayudas fiscales o la prohibición de ventas de vehículos de combustión a partir de 2035 pueden ser medidas eficaces para fomentar el desarrollo del vehículo eléctrico, aunque hay un gran movimiento que aboga para que esta última se module con prudencia, evitando impactar negativamente en la industria automotriz europea. Los grandes retos para el despegue del vehículo eléctrico, cuyas ventas apenas constituyen el 10% del total, son el desarrollo de baterías de mayor densidad energética (1000 km de autonomía) y la construcción de una gran red de recarga digitalizada, urbana y en carretera, acorde con las necesidades del conductor, que permita repostar con facilidad en la ciudad y viajar con la seguridad de disponer de recarga rápida (10 minutos) cuando sea necesario.
El vehículo de hidrógeno verde es la otra gran alternativa al eléctrico, y muchos fabricantes aspiran a liderar el mercado de esta opción que, sin duda, ofrece ventajas por sus similitudes operativas al actual modelo. El hidrógeno verde, producido con energías renovables por sistemas de electrolisis que consumen del orden de 55 kWh y 12 litros de agua por kilo de hidrógeno, se presenta como un vector que puede satisfacer hasta un 20% de la demanda energética mundial y que, junto con los combustibles sintéticos, facilitará el camino hacia la descarbonización. El gran reto para el I+D+i es la producción de hidrógeno verde con tecnologías más competitivas, que rebajen los actuales 6 €/kg a niveles de 2 €. Otra opción de fabricación de hidrógeno sin emitir CO2 sería a partir de biometano de residuos sólidos urbanos, en una apuesta por la economía circular.
En Francia la energía nuclear se plantea como otra alternativa de bajo coste en la producción de hidrógeno sin CO2 y, sin duda, pone de manifiesto dos modelos de entender la sostenibilidad. El hidrógeno renovable también podría sustituir al gas natural en procesos industriales o de generación eléctrica. Hay más de 1000 proyectos a nivel mundial para fabricar hidrógeno sin emitir CO2, con una capacidad de 230 000 MW en 2030 y, por lo tanto, es necesario desarrollar rápidamente infraestructuras de transporte y distribución que permitan su implantación. España puede llegar a ser un gran productor y exportador, convirtiéndose en el motor de una industria europea que aspira a tener 40 GW de electrolizadores en diez años.
Francia considera que la opción para convertirse en un país independiente de energías fósiles hace necesario que la producción de electricidad o hidrógeno sin CO2 se estructure con un modelo que combine el desarrollo de las energías renovables y las centrales nucleares. En este sentido, la ampliación de la vida útil de su gran parque nuclear y el desarrollo de nuevas centrales con tecnología EPR, que empezarían a entrar en servicio en 2031, son las piezas clave del mix eléctrico, que consideran que ofrece una gran ventaja competitiva a su economía.
Almacenamiento
El almacenamiento es, sin duda, uno de los grandes retos de la transición para gestionar la demanda. El PNIEC revisado considera que los nuevos proyectos de almacenamiento deberían ser capaces de alcanzar 22 000 MWen 2030 y 30 000 MW en 2050; en gran medida, estas cifras serán alcanzables si se construyen suficientes baterías físicas. Las opciones de 6400 MW de bombeo puro y mixto se tratan con mucho detalle en otro artículo de esta revista. Adicionalmente hay planificados en España 2300 MW de almacenamiento solar térmico en 50 centrales: las tecnologías de almacenamiento ofrecen una solución crítica por su complementariedad a las renovables. La Universidad de Comillas ha publicado recientemente un estudio que considera que las centrales termosolares con factor de capacidad entre 300 y 600 horas al año pueden sustituir al gas natural en su cobertura de la demanda de electricidad y, por lo tanto, cubrir junto con el bombeo las necesidades de generación en ausencia de renovables. Adicionalmente, el almacenamiento solar térmico puede ahorrar hasta un 90% de los combustibles fósiles en los procesos industriales contribuyendo a su descarbonización. Otra opción estratégica de almacenamiento son las baterías físicas, que pueden instalarse en la red o en los hogares como complemento al autoconsumo, destacando los 150 MW que se van a construir en Andorra, Teruel. Las baterías del parque de vehículos eléctricos que circularán en el futuro por las ciudades también se debería poder gestionar como un recurso de almacenamiento, con sistemas reversibles gracias a las redes de distribución inteligentes, lo que permitiría a los usuarios arbitrar electricidad en función de la demanda y de los precios. Otras opciones como el uso del aire comprimido o los volantes de inercia también ofrecen oportunidades, en particular para sistemas aislados.
En el capítulo de los recursos forestales, España debe continuar conservando y desarrollando sus bosques, que eliminan 40 millones de toneladas de CO2 al año y cuya gestión eficiente es la base del sistema de generación de electricidad con biomasa contemplado en la última Directiva de Renovables de la UE.
Transición
La energía española se encuentra en un momento crítico de transición hacia un nuevo modelo muy electrificado que permita sustituir significativamente el consumo de combustibles fósiles en la cadena energética. La generación de electricidad con energías renovables, el nuevo transporte sin CO2 y los sistemas de aerotermia o geotermia en las empresa y hogares, en un nuevo movimiento denominado Mejor Sin Calderas, son una gran oportunidad para descarbonizar de forma eficiente la economía de la energía.
A finales de 2022 en España un 60% de la potencia instalada de producción de electricidad era renovable y en 2023 se alcanzará sin duda un 50% de la producción de electricidad con este tipo de energías, que son sinónimo de independencia, cero emisiones y de una saludable y deseable presión de los precios a la baja. En muchas horas del día, en el mercado mayorista, el precio de la electricidad será 0€, lo que debería dar lugar al nacimiento de un nuevo marco regulatorio europeo de la gestión de la electricidad que retribuya tanto por marginalidad como por potencia disponible.
Afortunadamente nuestro país dispone de una ambiciosa cartera de proyectos de energías renovables y de almacenamiento que, junto con la mejora de la eficiencia energética y el aumento de la electrificación de la demanda energética, permitirán conseguir los ambiciosos objetivos de descarbonización, competitividad e independencia de nuestro futuro sistema energético.