La playa... (III)

Tercera entrega del muy documentado trabajo de Beamspot publicado por Antonio Turiel en su blog The Oil Crash que me sugirió la comparación del chapuceo energético de alta sofisticación con el tapado de rocas en la playa, labor de bacheo que, de forma más primitiva aún, realizaban, sin darse prisa, los peones camineros.

El bacheo energético no es tan rápido ni tan sencillo. Es muy difícil igualar instantáneamente la producción con el consumo. Para empezar, el consumo es variable, y aunque pueden establecerse algunas pautas no son en absoluto fiables, dada la cantidad de circunstancias de que depende. Pero aunque pudiera estimarse con precisión el consumo instantáneo, acoplarle al mismo tiempo la producción es una quimera. Manejar al momento las muy heterogéneas fuentes que vierten su energía a la red, activando unas y deteniendo otras, es técnicamente imposible.

Para dar una visión muy sintética de esas fuentes, podemos clasificarlas en tres categorías: las que obtienen directamente la electricidad sin intermediarios mecánicos, las que utilizan un medio mecánico, una turbina impulsada directamente por un fluido, y las que deben transformar la energía en calor para obtener vapor de agua y mover también una turbina.

La primera es la energía fotovoltaica, que transforma directamente la energía luminosa en electricidad. Las segundas serían la hidroeléctrica y la eólica. La tercera incluiría la termosolar, la térmica por combustión (carbón, biomasa, fuel, gas...), y también la nuclear.

Todas ellas presentan dificultades para la modificación instantánea de la potencia aportada. En unos casos, por la inestabilidad del aporte, como ocurre con la fotovoltaica y los aerogeneradores. En otros, por los tiempos inevitables de calentamiento o enfriamiento. La nuclear es muy rígida. Puede detenerse instantáneamente, pero lleva mucho tiempo volver a ponerla en su plena potencia. La hidroeléctrica es reversible, pero puede escasear o sobreabundar. En el caso de bombearla aguas arriba, se necesita gastar una parte de la energía que luego se recuperará. Por ejemplo, si se bombea agua que luego generará 100, hay que gastar antes unos 30 para bombearla. En todos los casos tiene que haber una disponibilidad mucho mayor de la que se emplea en un régimen estable. Ha de estar sobredimensionada y en gran medida permanecerá ociosa. Y además cada una de ellas depende de que se disponga de las otras. Lo que ocurrió en Fukushima fue que faltó electricidad para poner en marcha los refrigeradores que debían enfriar los reactores...

Todos estos detalles y otras muchas explicaciones se hallarán en el artículo original. En todo caso, quiero subrayar que, como la energía es disponibilidad de trabajo y éste lo realiza la potencia a lo largo del tiempo, el tiempo es el factor determinante de los difícilmente resolubles problemas de inestabilidad de las redes.

Dejo al margen otras consecuencias de este complejo sistema de distribución de la energía, como las crisis ecológica, climática, energética... Quienes leen esto ya están al cabo de la calle.

Los artículos anteriores de Beamspot, con títulos alusivos a la extendida costumbre de aprovechar las horas "baratas" para algunas tareas domésticas, fueron La Lavadora de Medianoche en una Noche de Calma Chicha. Prelavado y La Lavadora de Medianoche en una Noche de Calma Chicha. Preaclarado. Mis presuntos "resúmenes" los he publicado aquí y aquí. 

De la siguiente entrega dejo únicamente las conclusiones:

 

La Lavadora de Medianoche usa Detergente y Agua Caliente. Lavado Normal.

Conclusiones. 

La primera, es que hace falta una cierta capacidad de respuesta rápida y controlable, y que ésta depende del tipo de centrales que haya en cada país, y en cómo se pretende mantener la red estabilizada.

El resultado en concreto en España (así como en muchos otros países) es el aumento absoluto de la dependencia de las centrales más rápidas que hay: hidroeléctrica y gas.

Como la hidroeléctrica está limitada tanto en cantidad de ubicaciones (casi todos los posibles están ocupados ya en casi toda Europa) como en capacidad (Hm³ disponibles, que dependen de la época del año, país y meteorología), el resultado neto es una dependencia cada vez mayor del gas, así como una variabilidad también cada vez mayor de los precios según las condiciones meteorológicas.

Atrás se están quedando las décadas en que la variación del precio de la luz se limitaba a la subida anual de enero. Eso se ha acabado, ahora todo depende de cómo sople el viento, de si sale el sol, o de si ha llovido últimamente. En cuanto llega esa época del año en que el viento está calmado y los pantanos secos, las noches se vuelven caras de narices precisamente por esa razón.

Por supuesto, se puede cambiar de estrategia, como por ejemplo, volver a recuperar el carbón para sustituir el gas. Pero resulta que la lentitud de respuesta del carbón limita el uso de éste para este fin a tener una cantidad grande de centrales de carbón en marcha para sumar la velocidad o ‘capacidad en MW/minuto’ necesaria de respuesta a base de tener mucha potencia ociosa… y reduciendo la eficiencia aumentando el consumo de carbón.

Esto último es lo que ha pasado en China este año: capacidad reducida de producción hidroeléctrica por la misma razón que Taiwán tenía sequía, variabilidad de renovables al alza, poco gas, y poco carbón, implicaba que necesitaba recortar variabilidad y dejar potencia ociosa libre, de ahí los cortes de suministro repetidos y planificados.

Otra estrategia es la que persiguen en California, extensible al Reino Unido (y de paso a las Islas Baleares): comprar fuera la electricidad necesaria. Así les va a los californianos, que se han adelantado a China en varios años en eso de los cortes de luz por barrios por no poder producir la electricidad necesaria. Avisados se quedan los baleares.

Y así les ha ido a los británicos con el precio de la luz a 10 veces el precio con el continente  ‘aislado’: unos 3000€/MWh llegaron a pagar en otoño pasado.

Y así nos irá si pretendemos apostar a las nucleares para contrarrestar las diferencias entre demanda y producción. O quizás peor.

Incluso las grandes reservas de energía hidroeléctrica de Europa, los países escandinavos, ya han agotado el pasado otoño su capacidad de producción para poder controlar la red europea sin tirar de combustibles fósiles.

Si además retiramos más combustibles fósiles con alguna capacidad de maniobra, añadiendo la rígida nuclear, más problemas vamos a tener, puesto que eso implicaría una necesidad de más hidroeléctrica.

Dicho claramente: por sí solas, LAS NUCLEARES NO PUEDEN CUBRIR LA VARIABILIDAD DE LAS RENOVABLES ELÉCTRICAS INTERMITENTES.

No las actualmente en uso.

Ya se pueden ir olvidando Michael Schellemberger (activista medioambiental, ganador del Green Book Award, y ‘Héroe del Medioambiente’ según la revista Time), Zion Lights (ex portavoz de Extinction Rebellion) y Patrick Moore (ex vicepresidente de Green Peace). Y la Unión Europea.

Que tanta gente esté interesada ahora en promover la nuclear como única opción para tener una red eléctrica estable es cuando menos curioso. Pero no deja de ser un claro ejemplo de Dunning – Krüger.

También hay que decir, a favor de esta gente, que las centrales nucleares actuales, las que están llegando al fin de su vida útil, las que ya ‘han hecho el daño’ (según palabras de algunos anti-nucleares que pretenden alargar la vida útil de las mismas), son las más rígidas que existen. Y lo son por razones que se verán en dos entradas, dónde entraremos en otros detalles de planificación, poniendo en perspectiva la situación actual y la política que se utilizaba durante el siglo XX.

Hay que hacerse una pregunta: ¿los capitanes de los navíos a propulsión nuclear atracan a toda velocidad?¿O pueden variar la potencia de propulsión con una cierta velocidad?

Es obvio que las centrales nucleares pueden ser capaces de ser ágiles, al menos en comparación con lo que hay ahora, pero se trata de centrales de nuevo cuño y/o pequeñas, la mayoría de ellas, experimentales. 

Un tipo en concreto, además, ‘bebe de trucos’ ya mencionados aquí: las centrales de sales fundidas, que básicamente sustituyen el concentrador solar de calor por un reactor nuclear, y le ‘pasan la pelota’ de la estabilización y variación de potencia al almacenamiento de calor por sales fundidas.

Eso tiene una serie de consecuencias que hace que no se puedan descartar ‘del todo’ las nucleares de nueva generación para planificar la futura red eléctrica, pero eso es la temática de otra de las entradas de esta serie que viene más adelante. No adelantemos acontecimientos.

El hecho es que hasta ahora, las nucleares siempre han ido acompañadas de hidroeléctrica, no sólo en producción, sino en bombeo: cuando la demanda baja, en lugar de recortar producción utilizan el sobrante generado por la nuclear para bombear agua y así ‘almacenar’ esa energía.

Recordemos que las nucleares, a luz de lo visto, tampoco se puede ‘apagar’  rápidamente (eso vale para casi todas, incluidas las experimentales). No sólo eso, una vez ‘apagada’, hay que enfriar durante un tiempo el núcleo del reactor. De no hacerlo, pues pasa lo que pasó en Fukushima: la falta de electricidad no permitió ‘apagar’ los reactores con la necesaria ‘lentitud’, lo que provocó que se acumulase hidrógeno (¿verde fosforito?) que fue lo que estalló… y provocó una serie de problemas en cascada.

Por eso, mezclar algo tan voluble como las renovables eléctricas intermitentes y descontroladas con nuclear es llamar al desastre. Actualmente apenas hay capacidad hidro para compensar las variaciones que demanda la suma consumo + renovables intermitentes, como para que aumenten estas últimas y encima reduzcan capacidad de control quitando centrales de gas del medio.

En ese sentido, Alemania hace lo más inteligente: eliminar las rígidas nucleares y sustituirlas por producción despachable con capacidad para estabilizar la red, y así aumentar la capacidad de penetración de las volubles renovables eléctricas intermitentes.

Desgraciadamente para el medio ambiente (afortunadamente para el bolsillo de los germanos), esa capacidad ‘añadida’ es en base a carbón (autóctono!).

Luego está el tema de ‘planificación’ y ‘escala’, que ya de momento se antoja más necesaria que nunca para poder ‘sincronizar’ los arranques de los sistemas despachables.

Sin embargo, este punto de la planificación se verá con más detalle en las dos próximas entradas, dónde añadiremos la dimensión espacial al análisis, el donde, compaginándolo con el cómo que hemos visto hoy en la que sigue a esta, para continuar en la otra con los conceptos de planificación de la producción.

Beamspot.