Energías renovables: Potencia instalada vs. factor de carga, crecimiento, demanda, porcentajes, producción…

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2019-07-14

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Para tratar de analizar las posibilidades de una descarbonización masiva de la economía mundial por medio del paso a energías renovables, he elaborado unas gráficas con los datos del recién publicado informe anual de British Petroleum (BP Statistical Review of World Energy 2019). Bajo los gráficos van algunos comentarios para ayudar a interpretarlas:

Energía solar

Potencia instalada en MW

Potencia instalada de enrgías renovables en MW. Datos del recién publicado informe anual de British Petroleum.

Potencia instalada de energías renovables en MW. Datos del recién publicado informe anual de British Petroleum. Impresionante desarrollo ¿verdad?

Impresionante desarrollo, ¿verdad?

Factor de carga (Capacity Factor) en % en los principales países y el mundo

Factor de carga (Capacity Factor) en % en los principales países y el mundo

Factor de carga (Capacity Factor) en % en los principales países y el mundo. Datos del recién publicado informe anual de British Petroleum.

Esto quiere decir que incluido el 2018, las plantas solares, en el mundo real y en el promedio mundial, operan el 15% de las horas de un año. Es decir, operan en promedio unas 1.300 horas de las 8.760 horas del año. Todo ello a pesar de que hemos ido dando ciertos tumbos: instalar centrales solares FV con seguidores a uno y dos ejes; luego pasamos a centrales solares fijas sin seguidores, al tener menos complejidad de mantenimiento y parece que la tendencia vuelve a ser la de colocar centrales solares a un eje, que aunque son algo más complejas que las fijas, son menos complejas que las de dos ejes y pueden rendir un 20-30% más que las fijas.

No parece haber aquí mucho avance en los últimos 10 años en eficiencia. Quizá, como mucho, un 1-2%. ¿Razones? He aquí algunas posibles:

  1. Los países que instalan no coinciden con las mejores áreas de irradiancia del planeta. (La vida real es así. El resto son teorías.)
  2. Los países con dinero para instalar generación de tipo intermitente no están ubicadas en los mejores lugares de irradiancia y no desean instalar en países con mayor número de horas de sol al año, porque tendrían que tirar líneas de muy alta tensión en corriente continua (HVDC) y por razones de seguridad y estratégicas.
  3. Los avances teóricos que se reclaman y publicitan constantemente en la eficiencia de los módulos, pueden no ser de utilidad o aplicación. Por ejemplo, si dentro de un mismo fabricante su catálogo ofrece un módulo con un 15% de eficiencia de conversión a un precio X/Wp y luego ofrece un módulo con un 18-20% de eficiencia, pero lo vende a un precio de 1,25*X/Wp, dado que el único ahorro sería de un 3-5% de menos espacio, pero a un coste un 25% superior y el espacio no suele ser nunca un problema en este tipo de instalaciones, al final, lo que se instala en el mundo real, no coincide con lo que se anuncia como el último estado del arte disponible que puede que nunca llegue a instalarse masivamente, o que si se baja el precio termine en pérdidas para el fabricante.

Crecimiento acumulativo anual de la potencia solar instalada (CAGR, en inglés)

Crecimiento acumulativo anual de la potencia solar instalada (CAGR, en inglés)

Crecimiento acumulativo anual de la potencia solar instalada (CAGR, en inglés) Datos del recién publicado informe anual de British Petroleum.

Aquí uno tiene la obligación de preguntarse: ¿por qué demonios ese crecimiento se ha moderado y va descendiendo desde al menos 2011, justo cuando más dicen los partidarios del despliegue masivo de las llamadas renovables, que ahora el precio de la energía solar es ya más barato que el precio de generar electricidad con nucleares, carbón, gas o fuel-oil? ¿Qué factores estamos ignorando o perdiendo de vista en una ecuación que supuestamente es tan comercial y que podría dar resultados económicos tremendos?

Aumento anual de la demanda mundial eléctrica comparada con la generación solar mundial en TWh

Aumento anual de la demanda mundial eléctrica comparada con la generación solar mundial en TWh

Aumento anual de la demanda mundial eléctrica comparada con la generación solar mundial en TWh. Datos del recién publicado informe anual de British Petroleum.

Esto es tremendo. Resulta que un solo año de aumento de la demanda mundial eléctrica (que en los últimos años ha sido especialmente moderada, por el frenazo del desarrollo económico por la crisis), se come bastante más de la producción mundial de energía solar de todas las instalaciones operativas mundiales desde el principio hasta 2018

Porcentaje de energía eléctrica de origen solar frente a la demanda eléctrica.

Porcentaje de energía eléctrica de origen solar frente a la demanda eléctrica.

Porcentaje de energía eléctrica de origen solar frente a la demanda eléctrica. Datos del recién publicado informe anual de British Petroleum.

Ni un solo país del mundo alcanza una cifra de dos dígitos. Alemania, con 46 GW de potencia solar instalada, genera un modesto 7,1% de su demanda eléctrica anual promedio, mientras España, con unos mucho más modestos 7 GW (aquí suma BP la solar FV y la termosolar, porque España es un caso aparte), que son casi 7 veces menos, genera el 4,6% de su demanda eléctrica nacional anual en promedio (es decir, más de la mitad, porcentualmente hablando, que Alemania).

Producción de energía solar respecto del consumo de electricidad mundial y del consumo de energía primaria no renovable (fósil + nuclear) en TWh equivalentes

Producción de energía solar respecto del consumo de electricidad mundial y del consumo de energía primaria no renovable (fósil + nuclear) en TWh equivalentes

Producción de energía solar respecto del consumo de electricidad mundial y del consumo de energía primaria no renovable (fósil + nuclear) en TWh equivalentes. Datos del recién publicado informe anual de British Petroleum.

La generación de electricidad de origen solar es hoy el 2,2% de la demanda eléctrica mundial en promedio anual (entregada de forma intermitente).

Pero si la energía solar se tuviese que hacer cargo del reemplazo de la energía primaria que el mundo consume, para llegar a una descarbonización (y desnuclearización), no llegaría a cubrir ni el 1% de la demanda, utilizando las tablas de conversión de millones de toneladas equivalente de petróleo (MToe) a teravatios*hora (TWh). Si además hubiese que utilizar para una parte de esa conversión un vector energético, como el hidrógeno (suponiendo que se pudiese escalar) o hacer gas combustible de la electricidad (Power to Gas ó P2G), entonces el alcance de toda la energía solar apenas llegaría, en el mejor de los casos, a un 0,3% del consumo mundial actual. Es decir habría que multiplicar unas 300 veces las instalaciones actuales. Pensar que esto se puede hacer de forma limpia y sin agotar fuentes de otros minerales y recursos escasos, es una quimera.

Energía eólica

Potencia instalada en MW

Potencia eólica instalada en MW

Potencia eólica instalada en MW. Datos del recién publicado informe anual de British Petroleum. Impresionante desarrollo, ¿verdad?

Impresionante desarrollo, ¿verdad?

Capacidad de carga o factor de carga en %

Capacidad de carga o factor de carga en %

Capacidad de carga o factor de carga en %. Datos del recién publicado informe anual de British Petroleum.

De nuevo, sorpresa. A pesar de los anuncios constantes de progreso tecnológico por las constantes mejoras introducidas en energía eólica en los últimos años, apenas se observa una mejora en todo el periodo de un 1-2%. A pesar de que se supone que la capacidad o el factor de carga debería haber aumentado mucho más y los despliegues masivos en plataformas marinas (offshore), de los últimos años (como por ejemplo, en los casos de Alemania o Dinamarca, donde sus territorios ya están bastante completos de aerogeneradores terrestres (onshore) y se han visto obligados a desplegarse en el Báltico, un mar muy propicio para estos despliegues por su poca profundidad media que facilita las instalaciones marinas

Crecimiento acumulativo anual de la potencia eólica instalada (CAGR, en inglés)

Crecimiento acumulativo anual de la potencia eólica instalada (CAGR, en inglés)

Crecimiento acumulativo anual de la potencia eólica instalada (CAGR, en inglés). Datos del recién publicado informe anual de British Petroleum.

De nuevo, nos encontramos con la cuesta abajo en los crecimientos anuales, cuando más se necesitaban las llamadas renovables para reemplazar a las fósiles (y nucleares). De la energía eólica se dice que todavía es más competitiva que la solar y mucho más barata en términos de precio resultantes promediando la energía eléctrica resultante (Levelized Cost of Electricity o LCOE) y sin embargo, esto sigue disminuyendo a nivel mundial, que es lo que importa, a pesar de algunos países individuales que aún puedan seguir una senda inicial de crecimiento

Aumento anual de la demanda mundial eléctrica comparada con la generación eólica mundial en TWh

Aumento anual de la demanda mundial eléctrica comparada con la generación eólica mundial en TWh

Aumento anual de la demanda mundial eléctrica comparada con la generación eólica mundial en TWh. Datos del recién publicado informe anual de British Petroleum.

Ah, aquí el gráfico es algo mejor que en el de la energía solar.

El aumento anual de la demanda eléctrica mundial, ha sido excedido por la generación eólica de la potencia instalada mundial acumulada desde 2013. Pero esto, repitamos, se refiere, apenas, al aumento de la demanda anual, no al consumo o a la demanda mundial. Y apenas lo superó en un 26% más en 2018, lo que significa que un año y medio de moderado crecimiento de la actividad económica mundial acompañado del correspondiente aumento de la energía eléctrica demandada, se come toda la generación eólica de todos los parques eólicos del mundo, instalados desde el principio hasta 2018.

Porcentaje de generación eólica respecto de la demanda de energía.

Porcentaje de generación eólica respecto de la demanda de energía

Porcentaje de generación eólica respecto de la demanda de energía. Datos del recién publicado informe anual de British Petroleum.

Otra sorpresa. La modesta España resulta seguir teniendo en la actualidad, a pesar del parón de varios años, el mayor porcentaje de contribución a la demanda nacional de electricidad y aunque no llega al 20% de la cobertura de dicha demanda nacional anual coloca a nuestro país como el país con mayores y mejores campos eólicos del mundo o el más eficiente. Alemania, con cerca de 40.000 grandes aerogeneradores en todo el país (British Petroleum no distingue entre eólica terrestre y marina y da la suma de ambas), produce bastante menos por MW instalado, a pesar de haberse desplegado mucho más en plataformas marinas en el Báltico y sólo cubre el 7,2% de su demanda nacional de electricidad con ese nivel ya de saturación. Para observar los impactos negativos de los aerogeneradores, no hace falta referirse sólo al daño que hacen a las aves, según múltiples informes, sino también por los vertidos del aceite del engrase de dichas turbinas (suele ser aceite de litio) o el ruido a los lugares cercanos habitados, el peligroso desprendimiento ocasional de las enormes aspas, y sobre todo, el llamado efecto estroboscópico que a medida que aumenta la presión para instalar más, se van necesariamente acercando a lugares poblados y aunque mantengan ciertas distancias a los centros habitados, la proyección solar a gran distancia en amaneceres y atardeceres puede resultar enormemente molesta. No hay más que escribir en un buscador de Internet videos por “Stroboscopic effect of wind energy” y ver los efectos.

Producción de energía eólica respecto del consumo de electricidad mundial y del consumo de energía primaria no renovable (fósil + nuclear) en TWh equivalentes

Producción de energía eólica respecto del consumo de electricidad mundial y del consumo de energía primaria no renovable (fósil + nuclear) en TWh equivalentes. Datos del recién publicado informe anual de British Petroleum.

Producción de energía eólica respecto del consumo de electricidad mundial y del consumo de energía primaria no renovable (fósil + nuclear) en TWh equivalentes. Datos del recién publicado informe anual de British Petroleum.

La generación de electricidad de origen eólico es hoy el 4,7% de la demanda eléctrica mundial en promedio anual (entregada de forma intermitente),

Así que si fuese la energía eólica la que se tuviese que hacer cargo del reemplazo de la energía primaria que el mundo consume, para llegar a una descarbonización (y desnuclearización) llegaría difícilmente a cubrir el 2% de la demanda mundial de energíaprimaria, utilizando las tablas de conversión de millones de toneladas equivalente de petróleo (MToe) a teravatios*hora (TWh).

Si además hubiese que utilizar para una parte de esa conversión un vector energético, como el hidrógeno (suponiendo que se pudiese escalar) o hacer gas combustible de la electricidad (Power to Gas ó P2G), entonces el alcance de toda la energía solar apenas llegaría, en el mejor de los casos, a un 0,6% del consumo mundial actual. Es decir habría que multiplicar unas 160 veces las instalaciones actuales. Pensar que esto se puede hacer de forma limpia y sin agotar fuentes de otros minerales y recursos escasos, es otra quimera.

Conclusión

Si esto ya está pasando con estos porcentajes de cobertura de la demanda eléctrica tan bajos y con la sociedad más pudiente en el mundo con signos de empezar a saturarse en instalaciones con estos bajos niveles de penetración, ¿cómo se espera sustituir todos los combustibles fósiles con estas llamadas energías renovables, manteniendo el nivel de vida actual y siguiendo con el crecimiento económico? ¿Cómo esperan conseguir una descarbonización 100% en 2025 o aunque fuera en 2050?

¿!00% renovable? …Un pan como unas hostias. (Casdeiro)

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Pedro Prieto

Creador y coeditor de CrisisEnergetica.org desde 2003. Miembro del panel de ASPO International desde 2006 y vicepresidente de AEREN (Asociación para el Estudio de los Recursos Energéticos). Algunos de sus ensayos más conocidos son: Kioto o Upsala (Club de Amigos de la UNESCO, 2005), Un cuento de terror-ismo energético (Club de Amigos de la UNESCO, 2003), El libro de la selva. AEREN, 2004. Es coautor junto al profesor Charles A. S. Hall de Spain’s Photovoltaic Revolution: The Energy Return on Investment (Springer, 2013),​ el primer estudio en profundidad de la tasa de retorno energético en sistemas fotovoltaicos de gran escala en un país desarrollado.

7 Respuestas

  1. avatar Antonio de Lara dice:

    Habrá que ponerse las pilas….y que los americanos dejen de votar a Trump.
    También hay que esperar que los ecologistas dogmáticos del otro extremo empiecen a suplicar por una Transición Energética mediante la “democratización nuclear “..si no sálvese el que pueda

  2. avatar AMADEUS dice:

    Gracias Pedro, por ponernos al día sobre la situación real del mito de las renovables.

    Desgraciadamente la situación ha variado bien poco desde hace un lustro y el panorama sigue siendo desalentador.

    Por si lees este comentario, me gustaría saber, según tu opinión, si la escasa o nula TRE de la fotovoltaica ha mejorado en los últimos años, desde que realizaste su exhaustivo estudio.

    Un abrazo,

    AMADEUS

  3. avatar Luis González dice:

    “sociedad más pudiente en el mundo con signos de empezar a saturarse en instalaciones” ?

    Cuantos paneles solares ves en tu día a día?…. Te digo yo “0”, y desde “0,” se puede multiplicar por 100 sin riesgo de enterrarnos en paneles como tú pesimismo nos augura..

    • avatar Pedro prieto dice:

      ¿Ese ataque ad hominem es todo lo que se le ocurre cuando la gráfica muestra una caída consistente desde hace varios años en el crecimiento acumulado mundial y las demás graficas muestran que no se ha reemplazado ni un solo MW generado por energía fosil desde que las renovables se empezaron a instalar?

      Mire usted, señor mío, yo veo los paneles y los aerogeneradores que British Petroleum dice que hay instalados en todo el mundo, que son unos cuantos gigavatios de potencia instalada. Ellos toman el dato de cada pais y lo puede contrastar.

      Lo que es una simpleza manifiesta y denota su nulo conocimiento del asunto, es decir que son cero. Me temo que eso le descalifica.

      Yo no soy ni pesimista ni optimista. Reflejo las cifras de las instalaciones mundiales publicas y bien conocidas, años a año y con la potencia instalada y la energía realmente generada por país y para todo el mundo, no especulo con ataques personales.

  4. avatar Daniel dice:

    Extraordinario artículo.

  1. 2019-07-17

    […] non se recoñece como a quimera que é, algo que, a nada que se dediquen uns minutos a botar contar e analizar gráficas, calquera persoa pode […]

  2. 2019-07-21

    […] cobran especial protagonismo durante el proceso de descarbonización, tenemos que tener en cuenta, como señala Pedro Prieto, que, en realidad, “son complejos sistemas no renovables de captación temporal de una fracción […]

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