Molins aturats, el toc d’alerta que la transició energètica ha d’anar més enllà de la generació renovable

El cap de setmana passat, la tempesta Ciarán, que va dur molt de vent a bona part d’Europa, va originar imatges de molins aturats al nostre país i més enllà. Els motius poden ser diversos, com ara manteniment i raons de seguretat quan se superen els 90 km/h de velocitat del vent. Tanmateix, amb un preu de l’electricitat que va ser de 0 euros durant unes quantes hores, tot apunta a un excés de producció. La paraula anglesa curtailment com més va més se sent al món energètic. Sense una traducció oficial al català, el terme fa referència a les aturades de la producció renovable. Amb l’augment de l’energia solar i eòlica, el fenomen és com més va més freqüent, i comença a ser un problema, atès que amb preus de l’electricitat a 0 euros es desincentiva la inversió en renovables just quan se n’ha d’accelerar el desplegament. Tot plegat mostra que la transició energètica va molt més enllà de la generació d’electricitat i cal començar a desplegar mesures complementàries que permetin d’aprofitar aquests excedents.

Actualitzar la xarxa elèctrica, la primera acció clau

Limitar la producció renovable no és un fenomen exclusiu del nostre país ni és la primera vegada que passa. L’estiu passat va passar igual amb plantes solars, atès que la producció fotovoltaica com més va és més important. Però la situació és més complexa. Sovint pot haver-hi prou demanda general, però les línies que transporten la producció solar i eòlica es poden trobar saturades durant pics de producció. No hi ha prou “canonada” elèctrica per transportar tota l’electricitat abocada. Aquest fenomen és com més va més freqüent, i causa l’aturada de molts projectes renovables per tot el món. Amb els nivells actuals de generació renovable distribuïda, la xarxa elèctrica, dissenyada per a una producció centralitzada en grans plantes fòssils i nuclears, és inadequada. L’Agència Internacional de l’Energia (AIE) va avisar el mes passat que les xarxes esdevenien un obstacle per a expandir les renovables i progressar en la transició energètica. A Europa, l’associació Eurelectric, que representa a la indústria elèctrica del continent, en un estudi recent va estimar que calien unes inversions en la xarxa elèctrica que podien arribar a 88.000 milions anuals addicionals.

Al nostre país, els experts han anat advertint sobre la inadequació de la xarxa elèctrica per a les necessitats actuals. Al maig, el Col·legi d’Enginyers Industrials de Catalunya va tornar a demanar una “urgent innovació funcional i tecnològica” de l’actual xarxa de distribució per facilitar i maximitzar el desplegament de generació renovable distribuïda, inclosa l’autoproducció. Segons els enginyers catalans, que es basen en l’anàlisi feta en un estudi de l’any passat, l’accés de la nova generació renovable a la xarxa de distribució catalana és deficient i no respon a les necessitats. Ara fa poc, en una sessió monogràfica dedicada a les energies renovables al Parlament de Catalunya, es va demanar al govern que l’Energètica, la companyia pública d’electricitat de la Generalitat, fes actuacions també a la xarxa de distribució. Ara per ara, això és una assignatura pendent, responsabilitat fonamentalment de les companyies Endesa (distribució) i Red Eléctrica (transport).

Implantar emmagatzematge a gran escala, la nova fase de la transició energètica

Ateses les dificultats de restriccions (curtailment) com més va més freqüents, les companyies comencen a implantar grans bateries estacionàries (BESS) dins les plantes solars i eòliques. A Europa, encapçalen aquest front Alemanya, Itàlia i el Regne Unit, tant en capacitat d’emmagatzematge com en marcs legals adaptats. Per una banda, es dissenyen les plantes solars i eòliques amb bateries ja incloses. D’aquesta manera, si no hi ha prou demanda, en compte d’aturar els molins o desconnectar les plaques, es passa a emmagatzemar l’electricitat a les bateries, per posteriorment, quan augmenti la demanda o baixi la producció renovable, poder passar aquesta electricitat a la xarxa. Amb aquestes bateries també es poden atenuar les limitacions de les xarxes elèctriques. L’electricitat es pot emmagatzemar a les bateries quan la xarxa no dóna per a més, i després la poden anar abocant a poc a poc sense arribar a saturar-la.

Una altra opció és fer grans centrals de bateries independents, que es poden situar més a prop del consum, a les subestacions o a antigues plantes de generació fòssil i nuclear, que ja tenen línies elèctriques d’evacuació. Tot plegat fa que la implantació de bateries BESS s’acceleri. Així, al Regne Unit, l’operador de xarxa per a Anglaterra i Gal·les acaba d’anunciar que s’afanyarà en la connexió de 10 GW de capacitat d’emmagatzematge, mentre té projectes per un valor de 95 GW a la cua. Ara com ara, a Europa, segons Eurelectric, hi ha una potència d’emmagatzematge de 60 GW, el 90% de la qual correspon a bombatge hidràulic. És a dir, embassaments que es poden emplenar bombant aigua d’un altre embassament amb els excedents de producció renovable. Per després produir electricitat amb aquesta aigua mentre torna a baixar a l’embassament anterior.

Segons l’associació, Europa necessitarà 191 GW de potència d’emmagatzematge flexible el 2030 i 486 GW el 2050, amb unes inversions necessàries entre 100.000 milions d’euros i 300.000. Respecte de la quantitat d’energia emmagatzemada, Eurelectric estima que caldran 108 TWh el 2040. La diferència entre totes dues xifres és que la potència (mesurada en MW, GW o TW) és la quantitat màxima d’electricitat que es pot aportar a la xarxa en un moment determinat, equivalent al raig d’aigua màxim que ens proporciona una aixeta. I el volum (mesurat en MWh, GWh o TWh) correspon a la quantitat d’electricitat que es pot acumular, la mida del dipòsit d’aigua que alimenta l’aixeta, seguint l’analogia. En general, les bateries BESS es dissenyen per proporcionar electricitat durant unes quatre hores a la potència requerida, que correspon a la durada dels pics de consum diaris. Tanmateix, la relació entre potència i quantitat emmagatzemada pot variar segons les necessitats.

En comparació, l’estat espanyol, tot i ser considerat internacionalment una superpotència en generació renovable, va molt endarrerit en la implantació de bateries BESS, amb tan sols 350 MW instal·lats. Si s’hi afegeix el bombatge hidràulic, la capacitat d’emmagatzematge a l’estat espanyol puja a 7 GW. Els plans del govern espanyol són d’afegir-hi 22 GW més d’ací al 2030. El desembre passat, ja va anunciar el finançament per a cinc projectes d’emmagatzematge amb una capacitat total de 600 MW, que condicionava que anessin acompanyats de generació renovable en centrals híbrides. És a dir, centrals que incorporin bateries juntament amb plaques solars o molins eòlics, que pot esdevenir el nou paradigma de central renovable. Uns quants projectes renovables a l’estat espanyol s’actualitzen per incorporar-hi bateries, gràcies als fons Next Generation.

Mentrestant, a Catalunya hi ha 0,5 GW de capacitat d’emmagatzematge instal·lats (centrals de bombatge de l’estany Gento-Sallente i Montamara), amb la contribució de 0,25 GW de la central de Moralets-Baserca, a la Franja. La planificació energètica del govern català (PROENCAT) preveu que aquesta xifra pugi a 7,2 GW l’any 2050, 3,7 dels quals correspondran a bombatge d’aigua i 3,5 GW a bateries. Tanmateix, l’ampliació sembla que es farà molt a poc a poc. S’arribarà a 2 GW el 2030, 4 GW el 2040 i, finalment, 7,2 GW el 2050. Abans caldrà fer unes altres accions per aprofitar els excedents renovables que ja es produeixen.

Augmentar l’electrificació, especialment de vehicles

Fins ara hem vist que els excedents de producció renovable com més anirà seran més freqüents, i que requereixen canvis en la xarxa elèctrica per evitar-ne la saturació. Aquests excedents es poden emmagatzemar en embassaments i bateries. Però l’altra acció necessària per a fer la transició energètica és augmentar el consum d’electricitat. Una mesura prioritària és estendre l’ús de bombes de calor (aerotèrmia i geotèrmia), tant en l’àmbit residencial com industrial. L’impacte d’aquesta acció és molt gran, atès que a la UE el 50% de l’energia consumida és dedicada a la producció de calor i fred, tant a les cases com als llocs de feina i els processos industrials. El potencial és enorme i, per tant, els excedents renovables actuals són solament un fenomen temporal causat perquè no s’ha avançat prou en l’electrificació del consum en àrees com aquesta, que encara es cobreix d’un 70% amb energies fòssils.

Però hi ha un altre segment que com més va més necessari es veu, perquè no solament actua en la banda del consum, com en les bombes de calor, sinó que també incideix en la banda d’emmagatzematge i estabilització de la xarxa elèctrica. Són els vehicles elèctrics. Per una banda, augmenten la demanda d’electricitat, i poden ser una manera directa de consumir els excedents. Però també són un exemple de com cal canviar les polítiques actuals. Ara, per exemple, la planificació és que es carreguin fonamentalment a casa de nit, i les polítiques d’ajudes van en la línia de facilitar la instal·lació de carregadors en pàrquings d’habitatges. Però els excedents renovables es produiran sobretot a la meitat del dia, quan fa més sol. Això vol dir que és millor carregar els vehicles elèctrics als pàrquings dels llocs de feina i, per tant, les polítiques actuals haurien de prioritzar la instal·lació de punts de càrrega a les empreses i aparcaments públics.

A més, els vehicles tenen grans bateries, i el futur pot ser que carreguem el cotxe a la feina durant el dia amb la màxima producció solar, i després, quan arribem a casa al vespre, l’emprem per proveir d’electricitat l’habitatge, totalment o parcialment. Fins ara aquesta opció l’han evitada les marques automobilístiques principals perquè això acceleraria l’envelliment de les bateries. De mitjana, un bateria de cotxe té una vida útil entre 1.000 cicles i 1.500. Fer-lo servir de bateria a casa diàriament significa consumir un terç d’aquests cicles, aproximadament. Per això, avui dia els vehicles que permeten d’aprofitar la bateria se centren tan sols en el protocol V2L (vehicle-to-load) que permet d’endollar-hi exclusivament aparells. Tanmateix, com més va són més comunes les bateries LFP, que tenen uns 5.000 cicles de vida i donen una vida útil als vehicles que pot superar els dos milions de quilòmetres recorreguts. Com que la majoria dels propietaris no farà mai aquesta distància –necessitaria més d’un segle–, esdevé factible usar el cotxe com una bateria per a casa, encara que ens baixi la vida útil del vehicle.

És per això que ja hi ha marques, com ara Ford, que han començat a oferir el protocol V2H (vehicle-to-home, ‘del vehicle a casa’), que permet de donar electricitat a una casa unifamiliar amb la bateria del cotxe. Per aconseguir-ho, cal instal·lar un aparell especial que comuniqui el vehicle amb la casa. Però ja es parla d’un tercer protocol, el V2G (vehicle-to-grid, ‘del vehicle a la xarxa elèctrica’). En aquest cas, l’electricitat de la bateria del cotxe serviria no solament per a la casa, sinó que també podria ser aprofitada per la companyia elèctrica, i el propietari rebria diners a canvi. És a dir, quan hi hagi un excedent de renovables, la companyia podria carregar automàticament els milions de cotxes elèctrics aparcats. I quan calgués electricitat a la xarxa, els cotxes farien de central elèctrica.

Els punts de càrrega públics en carreteres i autopistes també seran útils. Els seus pics de demanda són durant el dia, quan el gruix de cotxes circulen i les plaques solars produeixen al màxim. Però als propietaris dels punts de càrrega els passa com a nosaltres a casa. Han de pagar un terme de potència mensualment i, igual que fem nosaltres per estalviar diners, han d’ajustar la potència al mínim possible. Això fa que molts punts de càrrega sospesin d’emprar grans bateries, de manera que puguin cobrir els pics de demanda i no s’hagin de servir de la xarxa. Aquestes bateries també permetran d’aprofitar els excedents eòlics durant la nit. I una volta instal·lades, també poden contribuir a estabilitzar la xarxa, aportar-hi electricitat quan sigui necessari i rebre diners en canvi per part de l’operador.

Una electricitat més barata

Tot plegat ha de dur a un abaratiment de l’electricitat, amb el benefici que això representa per a les famílies i la competitivitat de les empreses. S’estima que el 2030 la producció renovable tindrà un cost de 2 cèntims el quilowatt hora. No pagarem pas aquest preu, perquè aquesta producció ha d’arribar a casa nostra, gràcies a la xarxa elèctrica. Aquest transport l’assumim amb els “peatges d’accés”. Actualment, tenen un cost entre 2 cèntims el quilowatt hora a l’hora vall i 8 a l’hora punta. Això ens deixaria el preu entre 4 cèntims el quilowatt hora i 10. Però cal afegir-hi el cost de l’emmagatzematge. Ara fa poc, a l’Índia s’ha aprovat un projecte de grans bateries amb un cost de 5 cèntims el quilowatt hora. Amb aquest valor, que segurament baixarà, el preu màxim de l’electricitat se situaria entre els 9 cèntims el quilowatt hora i els 15. El preu final serà inferior, atès que durant una part del dia no es faran servir bateries i no caldrà repercutir-ne el cost. En comparació, avui al mercat lliure amb tarifa única diària, un consumidor català paga uns 17 cèntims el quilowatt hora.

Tal com va dir fa poc l’Agència Internacional de l’Energia, accelerar la transició energètica ja no és solament una qüestió ambiental. També és una necessitat econòmica.