generacion renovable

Resumen datos sector eléctrico en España 2021

Introducción

A lo largo del año 2021, el sector eléctrico a nivel mundial, y más concretamente en España, ha experimentado una incesante crecida de los precios de la energía.

La transición energética y el elevado precio del gas son uno de los elementos decisivos en esta crecida que tanto quebradero de cabeza ocasiona a empresas y viviendas. A continuación, desde el equipo de profesionales del sector eléctrico de Retecsol, vamos a realizar un análisis de la evolución del sector eléctrico en España, desentrañando de algún modo, que datos hay detrás de la subida del precio de la energía sufrida y cómo se ha modificado la contribución al computo de generación energético, de las diferentes fuentes de generación.

Para dicha tarea haremos constantemente alusión al informe del sector energético, el cual se actualiza cada día con los precios de la energía del mercado mayorista, obtenidos de Esios con la herramienta de Business Intelligence Power BI.

 

Precio final de la energía

El precio final de la energía ostentaba en marzo de 2021 un valor entorno a 60 €/MWh, lo cual era normal hasta la fecha, oscilando los precios del mercado mayorista en esa línea, o incluso más bajos. Lo sorprendente vino pasada esa fecha, cuando comenzó a incrementarse el precio de la energía los siguientes meses de manera incontrolable. A partir de julio de 2021 el precio no volvió a bajar de los 100 €/MWh, sino todo lo contrario, registrándose una máxima el 22 de diciembre a las 20:00 h, con un precio de 451,10 €/MWh. En la imagen 1 se identifica dicho valor, pero además se puede ver como el mínimo de ese día fue de casi 350 €/MWh.

maximo historico precio energia

Imagen 1. Máximo histórico precio de la energía mercado mayorista hasta fecha 22/10/2021

En la siguiente imagen se ve de manera ilustrativa la subida experimentada desde julio, siendo especialmente pronunciada tras agosto de este año.

precio energía españa

Imagen 2. Evolución del precio final de la energía en el mercado mayorista desde 2017

 

Generación global

La generación total en el rango de fechas 2017-2021 no ha sufrido apenas modificaciones observables, analizando la generación sin entrar en consideraciones de origen de ésta. El resultado se muestra en la Imagen 3 del informe de sector eléctrico realizado con la herramienta de Inteligencia de Negocio Power BI.

generación total

Imagen 3. Generación eléctrica total en España en el rango de fechas 2017-2021

 

Generación de origen renovable

La generación de energía empleando fuentes de energía libres de emisiones de Dióxido de Carbono ha crecido en los últimos años en España, la prueba la encontramos analizando la Imagen 4.

generacion renovable

Imagen 4. Generación en España con fuentes de energía renovable en rango de fechas 2017-2021

Se observa la tendencia creciente de la generación de electricidad con fuentes de energía renovable. Además, se comprueba que, aunque la energía eólica sigue siendo dominante en las energías renovables en España, la generación fotovoltaica, es decir, la que emplea placas solares para producir energía, ha crecido sustancialmente, pasando la capacidad instalada en 2020 de 1.762,01 MW a 2.380,90 MW en 2021, a falta aún de unos días para que acabe el año. Véase Imagen 5.

evolución energía renovable

Imagen 5. Composición y crecimiento de la energía de origen renovable en España en el rango de fechas 2017-2021

 

Generación de origen no renovable

La generación de energía utilizando fuentes de energía contaminantes ha disminuido en los últimos años. La imagen 6 se explica por sí sola. En ella, se aprecia como la energía nuclear y la cogeneración y resto, no han sufrido prácticamente modificaciones desde el origen de fecha analizada, esto es, 1 de enero de 2017. El cambio, que además explica parte de la subida del precio de la energía, lo encontramos en la generación empleando gas (ciclo combinado) y carbón. El consumo de centrales de carbón ha decrecido considerablemente en la fecha analizada, encontrando en 2020 y 2021 un uso prácticamente inexistente, empleando el carbón solo para cubrir picos de demanda, como ocurre en los meses de mucho frío. Un desuso de este recurso de la naturaleza (el carbón) y una mayor dependencia del gas, acerca en mayor medida las fluctuaciones del precio de la energía a las del mismo gas, como está sucediendo en España.

generacion no renovable

Imagen 6. Composición y crecimiento de la energía de origen no renovable en España en el rango de fechas 2017-2021

 

Emisiones de CO2

El aumento de fuentes de energía renovables amigables con el planeta tiene, en principio, un impacto directo con la cantidad de emisiones de COemitidas a la atmósfera. La evolución de la mismas se sitúa en la Imagen 7. En dicha imagen se comprueba como el número de toneladas de COemitidas por año no ha parado de disminuir, al menos, en los últimos cinco años.

evolución emisiones CO2 España

Imagen 7. Evolución de emisiones de CO2 asociadas a la generación de electricidad en España en el rango de fechas 2017-2021

 

Reflexión y conclusiones

Tras la información presentada, se pueden obtener las siguientes conclusiones:

  • El peso de las energías renovables en el cómputo de generación global en España ha ido aumentando en los últimos años, adquiriendo la energía fotovoltaica el mayor incremento relativo este último año.
  • Un mayor empleo de energías renovables incide directamente en la cantidad de toneladas de CO2 emitidas a la atmósfera.
  • El desuso del carbón (o similares), sin una alternativa de sistemas de almacenamiento a grandes escalas que complementen la intermitencia de las fuentes renovables (como el Hidrógeno Verde), provoca una mayor dependencia con el gas, y en consecuencia, con las fluctuaciones del precio de éste.

Apostar por una transición energética sesgada hacia fuentes de energía verde, reduce el número de emisiones de CO2 que se emiten a la atmósfera y parece una buena medida para alargar la durabilidad del planeta tierra. Sin embargo, es una medida que, aunque probablemente necesaria, encarece nuestra forma de vivir y comerciar, al menos a corto plazo.

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hidrógeno verde

Hidrógeno Verde – Solución al cambio climático

Introducción

El hidrógeno, H2, es la molécula diatómica más presente en el planeta. El átomo de hidrógeno es el elemento más sencillo de la tabla periódica, con solo un electrón y un poder calorífico del orden de 3 veces al de los combustibles fósiles convencionales.

Aunque el hidrógeno tiene un poder calorífico elevado y unas características como combustible muy aptas, no se ha contemplado como una alternativa clara al resto de combustibles fósiles, principalmente por dos motivos.

  • Por un lado, el proceso de producción de hidrógeno no era económicamente rentable.
  • Por otro, la posterior combustión del hidrógeno en su utilización como combustible es muy inestable, y ha tardado tiempo en desarrollarse sistemas de control que aumenten la seguridad del proceso.

Tipos de hidrógeno

Actualmente en la industria, uno de los métodos de clasificación del hidrógeno, es en base a su proceso de producción. A continuación, se describen los tres procesos de producción de hidrógeno.

  • Hidrógeno gris. Es el que se produce a partir del procesado de gas natural. Tiene el inconveniente de generar emisiones de CO2 asociadas al proceso, las cuales se emiten directamente a la atmósfera.
  • Hidrógeno azul. Se obtiene el hidrógeno a partir del gas natural, al igual que ocurría en el proceso de hidrógeno gris comentado. La diferencia con dicho proceso, es que parte del CO2 emitido se almacena con fines de pos-procesamiento.
  • Hidrógeno verde. Se obtiene el hidrógeno a partir de un proceso de electrolisis del agua. En la separación de la molécula de agua, H2O, se almacena el hidrógeno por un lado y se emite oxígeno por otro. Para alimentar el electrolizador se precisa de energía eléctrica. La electricidad demandada por el proceso puede provenir de fuente de origen renovable o de la red eléctrica de transporte y distribución. Comentar que, si el proceso de producción de hidrógeno verde es alimentado en su totalidad por energía de origen renovable, como podría ser el caso de una planta fotovoltaica o un parque eólico, en cuyo caso se habla de “hidrógeno súper verde”.

Producción de hidrógeno verde

Como se ha comentado, la producción de hidrógeno verde se realiza a partir de la descomposición de la molécula de agua mediante un proceso de electrolisis. A continuación, se describe brevemente dicho proceso.

  • Obtención de la energía eléctrica verde. La electricidad demandada en el proceso de producción del hidrógeno verde es obtenida a partir de una o varias fuentes de energía renovables, como pueden ser la fotovoltaica, eólica, biomasa, etc… Aunque las primeras plantas de hidrógeno verde que se están desarrollando emplean energía fotovoltaica. La energía fotovoltaica tiene una gran cantidad de efectos positivos asociados, sin embargo, solo es extraíble en horas solares, con lo que el resto de horas hay que obtener la electricidad necesaria directamente de la red eléctrica.
  • Electrolisis del agua. Los electrolizadores son dispositivos que son capaces de descomponer la molécula de agua, H2O, y separar el hidrógeno y el oxígeno que la integran. A través de un cátodo (cargado negativamente) y un ánodo (cargado positivamente) se genera una diferencia de potencial, atrayendo cada uno los iones de carga opuesta.

2H2O(l)  ⟶ 2H2(g) + O2(g)

  • Almacenamiento del hidrógeno. Después de obtener el hidrógeno en su estado gaseoso se procede a su almacenamiento para su posterior uso, ya sea la producción de energía eléctrica, mecánica, térmica, etc… Es aquí dónde reside la gran ventaja de este proceso, pues solventa el enorme problema del almacenamiento de la energía.
electrolisis del agua

Electrolisis del agua

Análisis técnico-económico

Hemos realizado un estudio de una planta de producción de hidrógeno verde, la cual va a producir 5700 Tn/año de H2. Para conseguir este objetivo se precisa de una capacidad de producción de 7200 Nm3h de H2 que equivalen a 25 MW. Para conseguir esta producción se necesitan 35 MW eléctricos. Los resultados obtenidos se presentan a continuación, donde se analiza el supuesto de cubrir la misma demanda media de potencia (25 MW) con combustibles fósiles e hidrógeno verde.

Estudio económico hidrógeno verde

Comparativa económica – combustible fósil e hidrógeno verde

  • LCC – Coste acumulado tras 25 años
  • ALCS – Coste anual promedio tras 25 años
  • LCOE – Coste del combustible prorrateado en 25 años

Conclusiones

Tras el análisis realizado, la interpretación de los resultados conduce a diferentes conclusiones que presentamos seguidamente.

  • En plena época de auge de las energías renovables, nos vemos en la necesidad de desarrollar sistemas de almacenamiento eficientes y económicamente viables.
  • La inversión inicial necesaria para llevar a cabo un proyecto de producción de hidrógeno verde es alta.
  • Aunque la inversión inicial sea elevada, la rentabilidad de este proyecto es significativamente alta, ya que supone un ahorro económico medio del 66% cada año, respecto al escenario de utilizar combustibles fósiles.
  • La contribución neta de emisiones de CO2 asociadas, tanto al proceso de producción de hidrógeno verde, como a su posterior uso como combustible, son nulas.

En Retecsol ofrecemos proyectos llave en mano de generación distribuida, aportando nuestro grano de arena en el desarrollo de las tecnologías que contribuyen a la sostenibilidad del planeta.

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