Firmas invitadas. Juan Ángel Saiz “Energías renovables frente a energía nuclear”

firmas invitadas CrCo EdificacionTraemos a esta sección el artículo publicado en la Web del GES, Grupo de Energía Solar de la UPV el pasado 1 de marzo y actualizado a fecha de hoy, en un intento de aclarar aspectos técnicos y económicos de poner en marcha distintos tipos de centrales de generación eléctrica.

audio CrCO EdificaciónIgualmente incluimos un audio de la entrevista que le realizaron el pasado 15 de abril de 2011 en Radio Klara.

Esperamos que estas informaciones sean de vuestro interés.

Equipo Cr.CO Edificación

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Energías renovables frente a energía nuclear

Juan Ángel Saiz ·  Profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universitat Politècnica de València y VV.AA

El accidente nuclear de la central nuclear de Fukushima en Japón abrió un amplio debate. El recientemente anunciado cierre de la central nuclear de Garoña en nuestro país ha vuelto a abrir este tipo de debates  sobre el tema de la producción de energía eléctrica y fundamentalmente sobre cuál es la mejor manera de obtenerla y los costes que supone para el ciudadano.

La gran cantidad de imprecisiones, cuando no de errores de gran envergadura, que hemos escuchado en los debates de televisión y hemos leído en la prensa escrita, nos han llevado a la decisión de escribir estas líneas explicando cuáles son los costes actuales de poner en marcha distintos tipos de centrales de generación eléctrica.

Pasados casi dos años desde la publicación del primer artículo, proponemos aquí una actualización de los datos que aparecían en él, puesto que en lo que se refiere al coste de la energía solar y de la eólica se ha producido un descenso significativo en los mismos, que vale la pena reseñar.

Es, de nuevo, un intento de aclarar dudas y arrojar un poco de luz, desde un aspecto técnico y económico, en un momento en el que muchas voces siguen diciendo que tenemos que construir nuevas centrales nucleares y aceptar sus riesgos como única manera de mantener el modelo de vida actual, en el aspecto de consumo energético.

Una central nuclear actual tiene un coste de construcción de 4.000 millones de euros por cada Gigavatio de potencia instalado. Funciona las veinticuatro horas del día, aunque todos los años debe realizar una parada técnica para revisar los equipos y en algunos momentos se baja el nivel de producción y no tiene un rendimiento del cien por cien de su potencia nominal.

Los datos publicados por Red Eléctrica Española en 2011 indican que la potencia nuclear instalada en España es de 7.777 MW y la producción de 2011 fue de 57.731 GWh, es decir, el número de horas efectivas de trabajo de las nucleares españolas fue de 7.423 horas/año.

Utilizando estos datos podemos obtener la producción media de una central de 1 GW (multiplicando 1GW por las 7.423 horas/año), que sería de 7.423 Gigavatios hora por año, siendo esta la energía total que transfiere a la red y que nosotros consumimos.

Con un ejercicio de cálculo sencillo podemos saber cuánta energía se produciría en ese mismo año utilizando los 4.000 millones de euros que cuesta la central nuclear si los utilizásemos para crear centrales con otros tipos de tecnologías y, sobre todo, con energía renovables, que estos días se han comentado como alternativa pero que en numerosos casos hemos tenido ocasión de escuchar que son demasiado caras y no rentables.

ep_20111102_123831_pc0715x_1La energía eólica tiene un coste actualmente de 600 millones de euros por cada Gigavatio de potencia instalado. Con los 4.000 millones de euros de la central nuclear que comentábamos antes, se pueden instalar 6,666 Gigavatios de potencia eólica, es decir el equivalente a más de seis centrales nucleares.

Los equipos eólicos se instalan habitualmente en zonas de no menos de 2.000 horas efectivas de trabajo cada año. Este valor depende de la zona geográfica en la que se coloquen y de los niveles de viento que posee cada zona. De hecho en muchas zonas la cantidad de horas es bastante superior, pero tomamos este valor como referencia para hacer un cálculo con valores medios bajos.

 Con 2.000 horas de funcionamiento al año los 6,666 GW producen 13.333 Gigavatios hora por año, es decir, producen más energía eléctrica que la central nuclear que ha costado la misma cantidad de dinero. Porcentualmente la energía eólica en una zona de viento de tipo medio bajo, produce un 179,62 % más de energía eléctrica que la central nuclear construida con la misma cantidad de dinero. Con la misma inversión se produce más energía.

Si los equipos eólicos se sitúan en una zona con mejores niveles de viento, por ejemplo zonas de Galicia con 2.700 horas/año (en España tenemos zonas de más de 3.000 horas/año) estos valores se modifican y nos llevan a obtener una producción con los mismos equipos de 18.000 Gigavatios hora por año, es decir, un 242,48 % (más del doble) de lo obtenido con la misma inversión hecha en nuclear.

Con estos datos básicos podemos extraer una primera conclusión: Con la misma inversión la energía eólica produce en un año mucho más que la energía nuclear.

Es evidente que para hacer un balance completo de los costes tenemos que considerar el periodo de vida útil de las centrales. En el caso de la eólica suele considerarse de 20 años, aunque centrales como las de Tarifa llevan más de 22 años en funcionamiento y las centrales actuales se están certificando para 30 años. En el caso de las nucleares se considera un periodo de vida útil de 40 años, aunque hay que puntualizar que en casos como Vandellos I solo funcionó durante 17 años y en el de Zorita fueron 37 años.

También hay que considerar los costes del combustible nuclear (que importamos de otros países y además son finitos y agotables), los costes de la gestión y los de almacenamiento de los residuos nucleares, para hacer un balance con todos los costes respecto a los de la eólica, que tiene coste de combustible cero, es inagotable y tiene menores gastos de mantenimiento.

Se escapa de este artículo hacer el balance completo, pero sirvan como referencia los números expuestos para concluir que la energía eólica tiene un coste inferior a la nuclear y ventajas adicionales, puesto que la eólica, además de inagotable, nos hace independientes de terceros países para producir energía.

Si hacemos este mismo estudio para la energía solar fotovoltaica podemos obtener resultados que nos permitan hacer comparaciones con la nuclear y la eólica y sacar conclusiones sobre cuál es el coste actual de este tipo de energía, que en boca de supuestos expertos llegan a cifrar en 400 veces más cara que la nuclear.

Energia solar fotovoltaica CrCO EdificacionEl coste de la fotovoltaica se sitúa en la actualidad en 1.200 millones de euros por cada Gigavatio de potencia instalada. Con los 4.000 millones de euros de coste de la central nuclear podemos construir una central fotovoltaica de 3,333 Gigavatios de potencia.

En una zona como Alicante, tendríamos el equivalente a 1.600 horas efectivas (descontando ya las pérdidas que se producen en la central) de producción anual, por lo que el primer año produciríamos 5.333 Gigavatios hora, es decir el 71,84 % de lo que produce una central nuclear del mismo coste.

Esta producción sería mayor, evidentemente, en zonas como Murcia o buena parte de Andalucía, que tienen mejores niveles de radiación solar. También sería mayor en sistemas de seguimiento del sol que tienen un número de horas efectivas de trabajo mucho mayores.

Como se observa, la energía solar fotovoltaica es hoy en día más cara que la nuclear, aunque los costes han disminuido mucho en los últimos años y la tendencia sigue siendo a la baja, con una disminución de un 10% anual en los últimos años.

De hecho, de seguir en esta línea de disminución de precios, se calcula que en el año 2.014 el precio de la energía solar fotovoltaica alcanzará la paridad con otros sistemas de producción eléctrica.

Además el periodo de vida de las centrales fotovoltaicas se puede fijar en 40 años (no confundir con los 25 años de garantía de las placas que proporciona el fabricante, como hacen en muchos estudios). Probablemente será más aunque no se tienen centrales suficientemente antiguas para saberlo.

El coste de mantenimiento es muy bajo y el del combustible es cero, por lo que las condiciones de competitividad de la fotovoltaicas son excelentes a fecha de 2012. Teniendo en cuenta que producen casi el 72 % de una nuclear y que no precisan gastos de combustible cada año, ni producen residuos que hay que gestionar a lo largo de miles de años, el coste de producir energía eléctrica con energía solar fotovoltaica es inferior al de producir con una central nuclear.

Se suele decir que el problema de las centrales de tipo eólico o la solar fotovoltaica reside también en la no gestionabilidad e irregularidad en su producción, al depender de las condiciones de viento y sol. Es cierto.

Pero para ello el sistema de producción energética posee centrales hidráulicas, de ciclo combinado y gas, que actúan para compensar estos desequilibrios, al utilizarse para producir la energía que falta en los momentos en los que el resto de centrales no cubren la demanda total.

 Este tipo de centrales producen la energía con un grado de flexibilidad que hace que sean el complemento perfecto para el resto de sistemas de producción y nos llevan a la conclusión de que necesitamos un sistema combinado que garantice el consumo final de los usuarios.

Tampoco las centrales nucleares presentan ventajas en este sentido, puesto que en su caso la producción es constante durante las veinticuatro horas del día. La regulación de la producción en las centrales nucleares es difícil, lenta y no instantánea.

La demanda eléctrica, sin embargo, no es constante, por lo que en caso de intentar suministrar toda la producción con nuclear tendríamos que tirar, literalmente, buena parte de la producción, en las horas en que la demanda de energía fuese inferior a la producción.

Dicho de otra manera, las centrales nucleares dependen de las hidráulicas, de ciclo combinado y gas en un grado de dependencia similar al de la energía eólica y solar. Además la solución para compensar los desequilibrios en la producción respecto a la demanda está ya inventada. Se viene realizando mediante elevación de agua, en centrales de bombeo como la de Cortes-La Muela, actualmente en ampliación.

Por otra parte, no hemos entrado aquí a valorar el tema de los riesgos de la energía nuclear, como los escapes radiactivos, la contaminación que supone y los costes que se derivan de ello. Hemos teniendo ocasión de comprobarlo en Japón, aunque siempre se puede afirmar que esto ocurre en pocas ocasiones. Además, ya hemos comentado que el enfoque de este estudio quiere ser fundamentalmente técnico y económico.

 Con todo ello, las conclusiones son obvias. La energía nuclear no es la alternativa en la actualidad, puesto que resulta cara frente a otros sistemas de producción, hace que sigamos dependiendo energéticamente del exterior (el combustible nuclear hay que comprarlo de fuera de España), produce residuos que hay que gestionar durante miles de años y, como sabemos, lleva consigo riesgos para la salud de las personas.

Unido a esto hay que citar que el número de puestos de trabajo que generan la energía eólica y la energía solar fotovoltaica es mucho mayor que el de la energía nuclear, para el mismo grado de inversión. Además, esos puestos de trabajo están muy distribuidos y en muchas ocasiones se sitúan en zonas rurales, generando un tejido productivo que sirve de motor y mantenimiento a estas zonas normalmente deprimidas económicamente.

Mención aparte merece la información errónea tantas veces repetida por periodistas y políticos en el sentido de que dependemos energéticamente de la compra diaria de energía que hacemos a Francia. Este es un dato falso, que se puede comprobar entrando en la web de red eléctrica española (https://demanda.ree.es/generacion_acumulada.html ) en la que podemos ver que España exporta energía y la vende precisamente a nuestros vecinos.

Juan Ángel Saiz · Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universitat Politècnica de València y VV.AA.

David Rodríguez  · Iser Smart Energy

Jaime Cardells · Iser Energías Renovables

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6 pensamientos en “Firmas invitadas. Juan Ángel Saiz “Energías renovables frente a energía nuclear”

  1. Me parece muy interesante la exposición que Juan Angel hace sobre los distintos sistemas de energias implantadas en nuestro pais y queda claramente explicado la rentabilidad de cada una de ella.

    Recomiendo que quien tenga interes por el teme de la energia utilizada, los problemas de producción y su contaminación lean este artículo.

    Un saludo.

  2. Me parece muy parcializado el artículo, no se mencionan algunas ventajas de la energía nuclear, tales como cero emisiones de CO2 a diferencia de las centrales de ciclo combinado y de carbón y de la baja disponibilidad de energía hidráulica que posee España. Se señala que es una desventaja la dificultad de regulación de la producción energía en una central nuclear, cuando esta característica es perfecta para cubrir la carga base de la demanda. Tampoco se hablan de las dificultades técnicas que supone tener grandes sistemas de generación renovable, como por ejemplo que no se puede tener un sistema eólico tan grande debido a los problemas en el control de frecuencia.

    • Buenos días Xavier, perdona por la tardanza, pero hemos remitido tu comentario a Juan Angel Sainz con el fin de que sea el quien te conteste ya que el artículo es suyo.

      En cuanto lo tengamos lo calgaremos. Un saludo y gracias por aportación.

    • Juan Angel Saiz en 20/02/2013 en 1:47 pm dijo:

      Respondiendo a Xavier, tenemos que decir que el artículo no muestra pariclalidad, puesto que lo que ofrece son datos. Por contra Xavier nos habla de cero emisiones de CO2 para las nucleares pero no dice que la eólica y la fotovoltaica tienen exactamente también cero emisiones de CO2 y ademas son inagotables, cosa que no ocurre con la nuclear.
      La dificultades técnicas para grandes sistemas de generación (eólicos y/o fotovoltaicos) no existen. Es algo que hace años se apuntaba como un problema para el desarrollo de la eólica. El tiempo ha demostrado que no es cierto. Se conoce cada día la aportación de la eólica y la fotovoltaica del día siguiente y el regulador eléctrico planifica el resto de generación en función de la demanda.
      Por otra parte y como se apunta en el artículo, la frecuencia en la generación queda completamente cubierta con el actual parque de generación español (105.000 MW instalados para satisfacer una demanda que en los momentos pico no llega a 40.000 MW).
      Si a esto unimos la sucesiva ampliación de sistemas de almacenamiento como Cortes-La Muela (cuyo segundo grupo está a punto de inaugurarse, con 850 MW pico disponibles) la combinación optimiza esos desequilibrios en frecuencia.
      De hecho, si fuesemos medianamente inteligentes caminariamos hacia estos sistemas de almacenamiento masivo, que permiten generar cada vez más en eólica y solar e independizarnos con absoluta seguridad de combustibles que son caros y obtenemos fuera de España como el carbón, gas, uranio…

  3. Respondiendo a Xavier, tenemos que decir que el artículo no muestra pariclalidad, puesto que lo que ofrece son datos. Por contra Xavier nos habla de cero emisiones de CO2 para las nucleares pero no dice que la eólica y la fotovoltaica tienen exactamente también cero emisiones de CO2 y ademas son inagotables, cosa que no ocurre con la nuclear.
    La dificultades técnicas para grandes sistemas de generación (eólicos y/o fotovoltaicos) no existen. Es algo que hace años se apuntaba como un problema para el desarrollo de la eólica. El tiempo ha demostrado que no es cierto. Se conoce cada día la aportación de la eólica y la fotovoltaica del día siguiente y el regulador eléctrico planifica el resto de generación en función de la demanda.
    Por otra parte y como se apunta en el artículo, la frecuencia en la generación queda completamente cubierta con el actual parque de generación español (105.000 MW instalados para satisfacer una demanda que en los momentos pico no llega a 40.000 MW).
    Si a esto unimos la sucesiva ampliación de sistemas de almacenamiento como Cortes-La Muela (cuyo segundo grupo está a punto de inaugurarse, con 850 MW pico disponibles) la combinación optimiza esos desequilibrios en frecuencia.
    De hecho, si fuesemos medianamente inteligentes caminariamos hacia estos sistemas de almacenamiento masivo, que permiten generar cada vez más en eólica y solar e independizarnos con absoluta seguridad de combustibles que son caros y obtenemos fuera de España como el carbón, gas, uranio…

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