Cada país[1] tiene su propia mezcla[2] de fuentes primarias que producen energía eléctrica. Esa conjunción depende de diversos factores: disponibilidad, precios relativos, estado de la tecnología aplicada y, en última instancia, decisiones de los gobiernos. Tiene sentido; un país sin ríos, o con ríos, pero escasas o inexistentes variaciones en altura[3], no puede disponer de energía hidroeléctrica. Un país pobre y atrasado no dispone de energía nuclear. Las restantes carencias se pueden resolver con importaciones, si hay divisas, o vía trueque. O con tecnología eólica propia[4]. O con paneles solares chinos. O cambiando el gobierno.
Analicemos el caso de España[5]. Veamos cómo hemos llegado a donde estamos, qué costes tiene nuestra matriz energética para la economía y la sociedad y qué se podría[6] hacer para mejorar la situación.
Observen el mix energético en un momento dado del primer trimestre del año actual (2023). Están expresados en gigawatios[7]/hora[8] y divididos en dos hemicuadros complementarios, como recomienda la corrección política: a la izquierda las fuentes primarias de generación llamada renovable. A la derecha, la que no se conceptúa como tal[9], pues depende de recursos teóricamente finitos, que se consumen en el proceso de generación.
En principio, no hay nada esencial en contra de que se genere electricidad de fuentes renovables como el viento o el sol[10], en abstracto. En concreto, las distorsiones del esquema de precios todavía más de lo que ya está[11] llevan a desórdenes en los presupuestos generales del Estado[12] y en la operativa de las empresas, lo que siempre aboca a ineficiencias y a pérdidas de competitividad.
Tampoco obsta técnicamente nada en utilizar gas para alimentar las centrales de respaldo (ciclo combinado[13] y cogeneración[14]). Funcionan y tienen ventajas. E inconvenientes, como todo[15].
Bien, pues ya hemos visto cómo se distribuye el 92,2% de la potencia instalada[16] en España en materia de generación eléctrica, tanto renovable como no renovable. Entre eólica, hidroeléctrica, solar fotovoltaica, nuclear, ciclo combinado y cogeneración se llevan la parte del león. El resto es fragmentario y lo desconsideramos[17].
Ahora, una de teoría. Ustedes saben que el viento a veces sopla y a veces no sopla, momento en el que la generación eólica es de cero kWh. Y saben también que, por la noche, el sol no luce[18], por lo que la generación fotovoltaica es cero. Pero la demanda de energía, con sus ciclos diarios, semanales y estacionales, permanece viva en todo momento, porque ciudadanos y empresas viven y utilizan electricidad. Alguien debe proporcionarla[19]. ¿Qué se hace entonces? Fácil, está la llamada energía de respaldo[20]. En tiempos, en España, se utilizaba la energía hidroeléctrica[21], el carbón[22] y poco más. No es poca cosa: con eso se lanzó un programa de crecimiento como no ha habido otro en la historia de España. Fueron el Plan de Estabilización y los Planes de Desarrollo subsiguientes. Después, mientras el petróleo estaba barato, sus derivados se utilizaban en generación. Luego llegó la energía nuclear[23], y más tarde el gas natural[24].
Así que, como puede apreciar el lector, las fuentes fósiles de energía, la procedente de la fisión nuclear y la energía hidroeléctrica[25], son fundamentales. Las llaman de respaldo porque los políticos se han empeñado en priorizar eólica y solar, pero como estas dos fuentes primarias son inherentemente indignas de confianza, el resto debe permanecer[26]operativo. Y más vale que sea así para no incurrir en cortes de energía, propios de un sistema ideologizado incapaz de abastecer a sus ciudadanos.
Y ahora, una de independencia y soberanía. Hagamos de la necesidad virtud y aceptemos eólica y solar como elementos importantes en la generación de energía. Al fin y al cabo, ya están instaladas, aunque su vida útil es limitada. ¿Cuál es la ventaja que presentan ambas? Que no dependen de suministros de terceros. Pero son ineficientes, inestables e intermitentes. ¿Cómo completamos el mix/la matriz para asegurar el suministro? Lo más evidente podría parecer que con centrales nucleares, pero el gobierno actual[27] parece empeñado en acabar con nuestra seguridad energética y está cerrando las que restan abiertas[28].
¿Hay alguna otra forma? Pues sí, centrales hidroeléctricas y centrales de ciclo combinado y cogeneración. Claro, claro. El problema es que en España no hay yacimientos de gas natural y el gobierno (¡qué pesadilla!) no permite explotar los campos de Álava para el fracking[29]. Nos vemos obligados a importar ese gas a precios muy elevados, que drenan nuestras divisas.[30]
Parece que entramos en un callejón sin salida, ¿no? No. Tenemos un recurso valiosísimo en España del que apenas se habla, porque apenas se utiliza. Se trata de las centrales de bombeo-turbinación, también conocida como generación hidroeléctrica de bombeo o reversible.
Una central hidroeléctrica de bombeo es un tipo especial de central hidroeléctrica[31] que está integrada por dos embalses. El agua contenida en el embalse situado en la cota más baja, llamado embalse inferior, se eleva mediante bombas o con la turbina existente (si es reversible) hasta el superior. Se utiliza energía eléctrica sobrante durante las horas valle[32]. El agua llega al depósito situado en la cota más alta, el embalse superior[33], convirtiéndose en energía potencial.
Cuando se precisa más energía eléctrica (horas de mayor consumo), se pasa al modo turbinación y el orden de actuación se invierte. El agua desciende por gravedad desde el embalse superior al inferior, accionando las turbinas y generando electricidad, como en toda central hidroeléctrica[34]. Y el agua queda almacenada en el embalse inferior, lista para repetir el ciclo.
Es como un ciclo sin fin. Estamos, en resumidas cuentas, ante un mecanismo eficiente[35] de almacenar energía en forma de agua embalsada en el depósito superior. Este tipo de generación es el más rentable y aporta estabilidad y seguridad a la red eléctrica, pues genera gran cantidad de energía con un tiempo de respuesta muy rápido. Quizá quiera el lector enfrentar sus ventajas e inconvenientes. Vamos con ello.
Ventajas[36]: Es una forma estable de generar energía, pues depende de sí misma y, en último análisis, del estado del embalse inferior. No emite efluente alguno a la atmósfera. No genera residuos en su operativa. No consume recursos eventualmente finitos. Presenta un alto rendimiento energético, a lo que se asocia una gran rentabilidad. Al autoabastecerse, anula cualquier dependencia energética de otros países. Al permitir regular su uso en función de la demanda de energía, añade flexibilidad al sistema. Su mantenimiento es el más bajo de cualquiera de las instalaciones de otras fuentes de energía. No se realiza importación alguna, por lo que no presiona sobre nuestra Balanza de pagos. Resuelve completamente el problema del almacenamiento de la energía excedente, cuya alternativa son gigantescas baterías, impensables por sus enormes problemas de toda índole. Generaría un superávit energético gigantesco a poco que se enlacen al sistema de bombeo los grandes embalses situados en los últimos 300 kilómetros de las cuencas del Duero y del Tajo, que se hallan construidos sucesivamente y permiten que la cola de uno se halle al pie de la presa del anterior, constituyendo un esquema idóneo (y formidable) para el bombeo.
Inconvenientes: Impacto medioambiental, pero si el sistema está ya construido (es el caso de España), no tiene impacto alguno, ni en la construcción de la represa, ni en la inundación de terrenos. Depende en última instancia del caudal de los ríos, y estos a su vez del régimen de lluvias[37]. Su mayor o menor distancia a los centros de consumo obliga a construir la infraestructura de transporte, si aún no existe.
Hay varios embalses en España que siguen ya este esquema[38]. La mayor hidroeléctrica de bombeo de Europa es “La Muela II”, en el embalse de Cortes de Pallás (río Júcar, Valencia)[39]. Vean
Central hidroeléctrica de bombeo La Muela II
¿Sabes para qué sirven las centrales hidroeléctricas de bombeo? – Iberdrola
Hay otros proyectos en marcha. En Canarias, la central hidroeléctrica de bombeo reversible “Salto de Chira” tendrá 200 MW (el 36% del pico de demanda de Gran Canaria) y 3,5 GWh de almacenamiento. Pero hay más. Una de nuestras mayores empresas en este ámbito de actividad[40] ve perfectamente viable construir centrales de bombeo en España por una potencia instalada de 10.000 MW[41], lo que situaría a nuestra nación en una posición óptima, y al sistema de bombeo casi a la altura de la energía nuclear, por encima del ciclo combinado y la cogeneración cuando hablamos en términos de flujo de generación (MWh). ¿No queremos incrementar las fuentes de energía renovable? Pues ya se dispone hasta de empresas dispuestas a asumir el riesgo. Ningún coste para el contribuyente ni en la construcción ni después, más allá de los mínimos de retribución de la inversión[42]. Y 112.000 empleos nuevos/año[43], nada que ver con la dependencia enfermiza del Estado que algunos gobiernos propician en forma de puestos de trabajo redundantes en servicios públicos. Sin embargo, el PNIEC[44] 2030, pretende alcanzar sólo 6.831 MW[45] en la próxima década[46].
Espero haber podido explicar la situación de la energía eléctrica en España y las posibilidades que abren las centrales hidroeléctricas de bombeo. Con la reducción de costes en la generación, la evitación de importaciones asociadas al gas natural[47] que ahora se quema en las centrales de ciclo combinado y en cogeneración, España mejorará su situación en materia de garantía de suministro estable, de costes[48], de dependencia[49] y de seguridad[50].
Las 5 fuentes de energía primaria que son exclusivamente españolas están carentes de riesgos geopolíticos (energía atómica, energía hidroeléctrica, energía solar[51], energía eólica y carbón), es decir, no dependen del exterior[52]. Los costes de explotación de las cuatro primeras[53] están entre los más bajos del mundo, lo que daría ventaja comparativa a nuestra industria y a nuestros servicios. Adicionalmente, sanearía extraordinariamente nuestra balanza comercial. Desde la perspectiva geoestratégica[54], nos proporcionaría completa independencia de los vaivenes que afectan a los suministradores de gas y petróleo, sirviendo así a los intereses de España. ¿A qué están esperando?
[1] Todo país posee un mix energético de generación eléctrica propio, característico, que obedece a razones de disponibilidad de recursos, históricas y administrativas. España no es una excepción.
[2] Utilizo mezcla por ser lo más correcto en nuestro idioma. Lo habitual es hablar del mix energético, anglicismo innecesario que en términos técnicos sería denominado matriz energética o combinación energética. Todos son equivalentes.
[3] Por ejemplo, Países Bajos, como su nombre indica. Justo al otro lado se halla Austria, con más del 50% de su generación procedente de la hidroeléctrica.
[4] Los equipos generadores de energía eólica pueden ser procedentes del exterior.
[5] Si el lector quiere echar un vistazo a la situación en cada país de Europa, puede hacerlo aquí Europe – Countries & Regions – IEA
[6] Lo pongo en modo condicional porque los gobiernos de variado pelaje que nos han llevado hasta donde estamos están integrados por partidos políticos cuyos líderes no efectuarán los golpes de timón necesarios para favorecer a la nación, sus empresas y sus ciudadanos. Lo dejamos en el terreno de las hipótesis a la espera del cambio político profundo que se atisba.
[7] Un gigawatio es una unidad que expresa potencia. Equivale a 1.000 millones de vatios (recuerden el Bachillerato: un watio (W) es un julio por segundo, es decir, el trabajo necesario para producir un vatio de potencia durante un segundo). El gigawatio es una unidad de medida que se utiliza en grandes instalaciones generadoras, pero las hay de mayor envergadura. Yendo desde en principio, un kilovatio (kW) son mil vatios. Un megavatio (MW) equivale a un millón de vatios, o 1.000 kW. El gigavatio es un millón de kW. Un teravatio (TW) son 1.000 gigavatios (GW). Un petavatio (PW) son mil TW. Y así, hasta el quettavatio (QW), que son 10 W elevado a la trigésima potencia. Mucho. Si quieren seguir, pueden hacerlo aquí https://es.wikipedia.org/wiki/Vatio
[8] Cuando la magnitud se expresa en GW/h, hablamos de suministro.
[9] Con errores, a mi juicio, pues una central de turbinación, o reversible, efectúa su bombeo con cargo a energía eólica que se produce y se pierde en horas valle de demanda. Eso significa que esta energía es 100% renovable. Si está clasificada como no renovable es por razones administrativas, políticas o ideológicas. De funcionamiento similar es la central hidroeólica en la Isla del Hierro. https://www3.gobiernodecanarias.org/medusa/wiki/index.php?title=Energ%C3%ADa_renovable_hidroe%C3%B3lica._Gorona_del_Viento
[10] Conviene explicar el concepto de factor de carga o coeficiente de ocupación y su importancia. https://es.wikipedia.org/wiki/Factor_de_carga_(electricidad) Una cosa es la potencia instalada (por ejemplo, en megavatios) y otra la potencia entregada, que se mide en megavatios/hora. Bien, pues resulta VITAL saber que la energía eólica produce durante el 23% del tiempo, como media, en la Unión Europea. Por su parte, las instalaciones fotovoltaicas operan durante el 11%, como media, del tiempo disponible. Alternativamente, el rendimiento de la nuclear fue del 87,54% en 2013, último año que proporciona el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (ese es su nombre, sí), qué se le va a hacer. https://energia.gob.es/nuclear/Centrales/Espana/Produccion/Paginas/produccionNucleoelectrica.aspx
Por eso, cuanto más energía solar y eólica instale un sistema energético, más fuentes de respaldo precisa. O sea, emitirá más CO2 si utiliza gas natural o carbón. Este es un castigo divino para dummies en el poder político y administrativo. A menos que los dummies utilicen como respaldo energía nuclear … o hidroeléctrica. Vean los factores medios de carga típicos de cada fuente: Parque eólico: 10-40%/ Panel fotovoltaico: 10-30%/ Central hidroeléctrica: 60%/Central nuclear: 60%-98%/ Central termoeléctrica a carbón: 70-90%/ Central de ciclo combinado: 60%.
[11] No se suelen tener en cuenta las distorsiones que genera la intervención administrativa (o sea, política) patentizada por los derechos de emisión, que teóricamente intentan forzar el consumo de renovables y gravar el de las fuentes de energía no renovable. Entran en liza asimismo la negativa de algunos gobiernos incompetentes e ideologizados que penalizan per se fuentes que hacen uso de carbón y uranio, que aseguran obedecen a sus compromisos en materia de reducción de emisiones. Esa intervención, más exenciones, subvenciones y otras distorsiones de la competencia en el ámbito de la demanda encarecen y falsean el mercado de la electricidad. En los precios finales a consumo intervienen asimismo las circunstancias meteorológicas (pluviometría, viento, radiación solar) y la climatología (frío/calor), pero asimismo lo hacen la regulación cambiante y los factores geopolíticos – que afectan a los precios internacionales del gas y el petróleo -.
[12] Do moran las subvenciones.
[13] En generación de energía, se llama ciclo combinado a la coexistencia de dos ciclos termodinámicos en un mismo sistema. Uno corresponde a una turbina de gas, generalmente gas natural, mediante combustión, y otro es el convencional de agua (turbina de vapor).
[14] La cogeneración es el procedimiento mediante el cual se obtiene simultáneamente energía eléctrica y energía térmica útil (vapor o agua caliente sanitaria).
[15] No tratamos el sistema marginalista de retribución de las producciones, que compra primero la oferta a coste variable cero y retribuye todas las producciones al precio de casación. Un chollo para las renovables si su producción es escasa, pero no si su oferta creciente deja fuera a las producciones más caras (como gas natural), pues el precio final será el de la oferta inicial: cero. Eso es la quiebra. Salvo que se eleven artificialmente los precios del gas.
[16] A fecha 31 de agosto de 2023 hay en España más de 122.000 MW de potencia instalada https://www.ree.es/es/datos/generacion/potencia-instalada
[17] Aunque siempre podrán echar un vistazo al conjunto de las fuentes primarias en este enlace https://joseramonferrandis.es/la-energia-como-paradigma-geopolitico-y-geoestrategico/
[18] Y cuando luce porque es de día, puede que lo haga débilmente, o la incidencia de los rayos solares sea inadecuada por latitud o por estación del año, o la cobertura nubosa sea grande, o los paneles no estén limpios. Todo ello lleva a una enorme falta de fiabilidad para hacer frente a un suministro incesante, que es el que se precisa.
[19] Siempre habrá un político que diga que no, que la gente tiene que adaptarse. No haga caso.
[20] Eso pasa porque alguien ha decidido que solar y eólica deben ser las dueñas del escenario, lo cual es ridículo y no está justificado, pero dejemos eso ahora.
[21] La producción hidroeléctrica suponía un 84% de la producción en 1960. En 1970, cayó al 50%. En 1968 ya se había incorporado a la red la primera central nuclear (Zorita de los Canes, Guadalajara). En la primera mitad de la década de los años 80 entraron en servicio las centrales de carbón. Simultáneamente, entre 1980 y 1986 entraron en funcionamiento cinco grupos nucleares. Durante los 90, hasta que empezaron a hacer acto de presencia las energías solar y eólica, la única renovable era la energía hidroeléctrica, cuyo porcentaje de generación oscilaba entre el 15 y el 20% del total. El carbón era el primero (40%) y la nuclear (35%) la segunda.
[22] Los gobiernos están empeñados en que no haya marcha atrás, para lo cual no dudan en volar con explosivos las centrales alimentadas por carbón, de las que sólo quedan 3.
[23] Segura, limpia, estable. Infalible.
[24] Que tiene ventajas, claro, pero muchos inconvenientes: sus precios dependen de un cártel de hidrocarburos, hay pocas fuentes de suministro e incide negativamente sobre nuestra balanza comercial.
[25] Hay más de 1.300 centrales hidroeléctricas en España, convencionales y no convencionales, como son las minicentrales (menos de 10 MW), que suponen el 92,3% del total de las hidroeléctricas. La producción hidroeléctrica anual en España es variable y depende en gran medida de la pluviometría. La media de los últimos años es de 32.500 GWh.
[26] En Alemania, la inepcia y la corrupción de sus líderes ha condenado al país a volver al mal carbón (lignito) que su suelo ofrece en abundancia. La economía alemana se ha quedado sin sus centrales nucleares por decisión de políticos sin sentido común y se ha quedado sin gas porque Rusia ha cortado el suministro. Moraleja: uno termina dependiendo de sus recursos propios.
[27] No sólo éste, todo hay que decirlo. Nuestra desgracia es continua, estable, permanente.
[28] Almaraz I y Almaraz II (Cáceres), Ascó I y Ascó II (Tarragona), Cofrentes (Valencia), Trillo (Guadalajara) y Vandellós (Tarragona). Este gobierno quiere que cesen sus operaciones entre 2027 y 2035. Es mucho más fácil, rápido y beneficioso que sea el gobierno quien cese.
[29] Ni permite explotar el petróleo hallado en aguas territoriales españolas en la zona canaria. Lo dicho, un gobierno deleznable.
[30] Y de qué manera. Sólo en 2022, debido a los altos precios del gas natural, España pagó por su importación de hidrocarburos 95.000 M de Euros más que en 2021. Los datos de la CNMC https://www.cnmc.es/ambitos-de-actuacion/energia/mercado-gas revelan que en 2022, la importación de gas natural alcanzó los 121.419 GWh, un 76,5% más que en 2021, mientras el precio del mismo llegó a 99,16 €/MWh, un 110% más que en 2021.
[31] La energía hidroeléctrica es flexible, adaptable, ubicua y multiusos. Posee como principal ventaja el precio de salida más bajo de todas las fuentes primarias. A ello se suma la larga duración de las instalaciones, su sencillo mantenimiento, la función de almacenamiento permanente de energía y el hecho de que los embalses son equilibradores de climas y generadores de no tan pequeños microclimas. El mayor y acaso único inconveniente es el anegamiento de zonas con algún valor agrario, monumental o residencial, pero eso ya ha sido amortizado en las instalaciones existentes.
[32] Generalmente durante la madrugada de los días laborables y los fines de semana, lo que permite aprovechar la energía renovable excedentaria.
[33] Hay analistas que aseveran que en el ciclo bombeo se producen pérdidas energéticas de cierta importancia (se debe utilizar energía extrasistema para bombear, aunque se es consciente de que esos costes son menores que cualquier otra alternativa de generación, sobre todo si se deben construir equipos alternativos). Pero eso no es cierto. Lo equipos de elevación de agua al embalse superior utilizan energía sobrante del sistema, durante las horas valle. Esa energía excedente se pierde en caso contrario. El coste energético y económico es, pues, muy bajo, si no cero.
[34] Técnicamente, el agua pasa rápidamente por la tubería, adquiere energía cinética y la transforma en energía mecánica rotatoria en la turbina. Ésta genera energía eléctrica de media tensión. Pasa a los transformadores, que la envían por las líneas de transporte de alta tensión hasta llegar a destino.
[35] De hecho, es el sistema más eficiente que existe para almacenar energía a gran escala.
[36] Muchas de ellas son compartidas con las propias de las centrales hidroeléctricas tradicionales.
[37] Eso no es un problema, contra la creencia popular establecida. Llueven sobre España, de media, 330.000 Hm3/año, de los que llegan a los ríos 110.000 Hm3/año. Más que de sobra, incluso teniendo en cuenta que no en todas partes llueve lo mismo, evidentemente. Pueden ustedes consultar fuentes, o ver esta conferencia de Luis del Rivero aquí https://www.youtube.com/live/KmyW4Zqj2nw?si=srKjHkniMVw0sSVi entre los 19´40” y los 37´30”.
[38] Por ejemplo, la presa de Ibon de Ip en Canfranc.
[39] La central tiene cuatro grupos de turbinas reversibles que aprovechan el desnivel de 500 metros existente entre el depósito de La Muela y el embalse de Cortes de Pallás para generar energía eléctrica. Tiene una potencia instalada de 630 MW que ha ampliado hasta 1.280 MW en bombeo y 1.750 MW en turbinación. Puede producir 1.625 GWh al año.
[40] https://www.eleconomista.es/energia/noticias/12380054/07/23/iberdrola-ve-potencial-para-construir-10000-mw-en-centrales-hidroelectricas-de-bombeo-en-espana.html
[41] Actualmente, España cuenta con 3.331 MW de potencia de bombeo instalada.
[42] Y de las barbaridades fiscales de las administraciones, pero esa es otra historia.
[43] Empleo cualificado y suministros nacionales, lo que contribuiría de forma directa a la reactivación de la economía local en áreas desfavorecidas.
[44] Plan Nacional Integrado de Energía y Clima.
[45] Un poco más de la mitad de lo que una sola empresa ofrece.
[46] Difícilmente. Hay trabas administrativas como los plazos para lograr las autorizaciones (hay plantas que llevan más de 10 años de tramitación), el insuficiente plazo de vigencia de los permisos de acceso y conexión, la obligación de incluir los proyectos en la planificación y problemas concesionales.
[47] Cada 1kWh hidroeléctrico generado evita la importación de 0,22/0,25 kg de fuel o de algo más de 0,4 kg de carbón. En un año estándar, España ahorra 7 millones de toneladas equivalentes de petróleo, que no necesita importar gracias a la hidroelectricidad.
[48] Los costes de generación en centrales de bombeo son los más bajos posibles. Ello revertirá la compleja situación de mercado energético actual.
[49] Hagamos una incursión superficial (no es el momento para desarrollos complejos) en el ámbito geopolítico. Como el lector sabe, la Geopolítica es un método de análisis de la política exterior para entender y prever el comportamiento de los agentes internacionales atendiendo a variables geográficas. Aplicado a la energía, es fundamentalmente un análisis de dependencia de terceros suministradores, tanto en seguridad de los suministros como en sus costes.
[50] Las consecuencias de la inseguridad en el suministro de electricidad son problemas de gestión de una red desequilibrada, fuertes subidas de precios, pérdida de calidad de vida en los hogares y reducción de la competitividad en industria y servicios.
[51] Es necesario apuntar que los equipos generadores suelen ser procedentes del exterior, tanto en energía solar fotovoltaica como en los aerogeneradores de energía eólica.
[52] En sentido estricto, cabría añadir un pequeño porcentaje de petróleo y de gas natural, pero para ello deberíamos contar con gobiernos responsables que permitieran la explotación de los fondos marinos territoriales y del subsuelo emergido, donde el fracking tiene opciones comprobadas. Como no es el caso, abandonamos esa hipótesis de trabajo.
[53] El carbón español es de escasa calidad y difícil acceso.
[54] La Geoestrategia es una subdivisión de la Geopolítica que estudia y relaciona problemas estratégicos de orden político y militar con factores geográficos y recursos de un país.
