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Sistema de almacenamiento fotovoltaico en Alemania.
Sistema de almacenamiento fotovoltaico en Alemania.

Con la mayor capacidad fotovoltaica de Europa, Alemania ha comenzado a almacenar el exceso de energía solar para mejorar el uso local. El año pasado, el 41% de todas las nuevas instalaciones solares estaban equipadas con baterías de emergencia, un récord mundial. Aunque el almacenamiento residencial  sólo puede tener un papel limitado en Alemania debido a una red eléctrica altamente fiable, a nivel mundial la iniciativa alemana podría proporcionar grandes beneficios, por ejemplo, para contrarrestar el aumento previsto de uso de aire acondicionado. “Una vez más, Alemania está poniendo a prueba una estrategia de energía renovable que en última instancia beneficiará al resto del mundo más que los propios alemanes”, escribía hace unos días el consultor independiente Jeffrey Michel en el portal The Energy Collective.

1,5 millones de instalaciones fotovoltaicas en Alemania proporcionan al país una capacidad de generación de 40 gigavatios (GW), cuatro veces superior a la capacidad nuclear de 10,8 GW, que irá cerrándose poco a poco entre finales de 2017 y 2022. A medida que la generación solar sólo ofrece 940 horas de electricidad al año a carga completa, su alta capacidad actualmente cubre el 7,5% del consumo de electricidad de Alemania, en comparación con el 14% de la generación nuclear (en 2015). Sin embargo, la energía solar tiene una ventaja particular sobre la generación nuclear centralizada, en que no necesita transmisión a larga distancia para servir a los mercados locales. Esta es una consideración importante en los estados del sur de Baviera y Baden-Württemberg, donde serán retirados cinco de los restantes ocho reactores nucleares del país.

 

Mix de generación bruta de energía eléctrica Alemania 2015
Mix de generación bruta de energía eléctrica Alemania 2015

El compromiso de Alemania con la energía solar ha superado los impedimentos que una vez parecían insuperables. Un año antes de la catástrofe de Fukushima en 2011, Alemania había vuelto a confirmar su política de eliminación progresiva de la energía nuclear, pero con un calendario prolongado en la década de 2030. También estaba prevista una extensa infraestructura nueva generación de carbón y centrales eléctricas de lignito equipadas con CCS (captura y almacenamiento de carbono). En estas circunstancias, la energía solar parecía ser poco más que una fuente de electricidad de temporada principalmente adecuada para compensar durante el verano las ineficiencias de las centrales térmicas en refrigeración. En contraste con las promesas incumplidas en materia de captura y almacenamiento de carbono, la generación solar se ha convertido desde entonces en una actividad pujante. Los 40 GW complementarios de fotovoltaica de  Alemania actualmente representan el 16% de la capacidad instalada en el mundo.

En verano, la irradiación solar en los días laborables cubre hasta el 35% de la demanda eléctrica alemana, y casi el 50% los fines de semana.

Incluso una mayor capacidad de electricidad anual (13,3% en 2015) es suministrada a la red por los 41,7 GW de energía eólica cuyas turbinas operan entre 3.000 y 4.300 horas en alta mar y de 1.600 a 2.800 horas en tierra. El sur de Alemania, sin embargo, tiene recursos de energía eólica insuficientes. Las interconexiones de alta tensión necesarias entre los parques eólicos marinos en las regiones del norte para su distribución en el interior siguen siendo obstaculizadas por los retrasos en la construcción de líneas de transmisión. A finales de 2015, sólo 614 kilómetros de los  1.816 kilómetros requeridos se habían hecho realidad. El esencial corredor SuedLink, entre el Mar del Norte y  Baviera no podrá ser completado antes de 2025, tres años después de que el último reactor nuclear haya sido retirado. Los costes generales podrían ascender a 10.000 millones debido a los necesarios cables subterráneos a lo largo de parte de la ruta. Las instalaciones de energía solar descentralizadas están menos afectadas por estos impedimentos.

La energía eólica y la solar, sin embargo, se enfrentan al aumento de la redundancia mutua. Durante los períodos de viento intenso en los días soleados, la generación total es superior a la demanda. El excedente de energía de la red se entrega a continuación, por debajo del costo a los clientes industriales, disipada en aplicaciones de calor residual de bajos ingresos, o exportada a precios de ganga a otros países.

Después de repetidas quejas de los estados miembros de la UE por las perturbaciones de los mercados transfronterizos, la Comisión Europea puede ahora dividir Alemania en dos zonas tarifarias para aumentar las tarifas de las eléctricas en el sur. Los ingresos adicionales facilitarían una mayor inversión en iniciativas de energía locales.

La reconfiguración de la Ley de Energías Renovables

El operador de la red puede decidir interrumpir el exceso de energía renovable de las instalaciones individuales. En esos casos, el productor es compensado con un 95% de los ingresos perdidos en virtud de los artículos 12 a 15 de la Ley de Energías Renovables (EEG). De acuerdo con cifras de la Asociación Alemana para la Promoción de la Energía Solar (SFV), el número de intervenciones en la red se ha incrementado significativamente en los últimos años. Como resultado, los pagos de realizados por los operadores de la red a los productores de energías renovables entre 2009 y finales de septiembre de 2015, ascendieron a 485 millones, con un previsible aumento de las cantidades en el futuro. Los gastos efectuados serán facturados al cliente. La relación desproporcionada entre la eólica y la energía solar que se muestra en el gráfico siguiente refleja las horas más largas de generación de los parques eólicos, sobre todo en el norte y el este, lo que ocasionó nueve de cada diez intervenciones en 2015.

 

Intervenciones de la generación renovable en Alemania hasta sept. 2015
Intervenciones de la generación renovable en Alemania hasta sept. 2015

En respuesta al problema de la congestión de la red, el gobierno alemán ha anunciado restricciones en las capacidades adicionales renovables. A partir de 2017, se requerirán subastas para todas las nuevas instalaciones de capacidad superior a 750 kW. La licitación solar montada en suelo no podrá exceder de un total de 600 MW cada año, mientras que las cifras reales podrían ser más bajas. La expansión de las instalaciones eólicas en tierra se limitará a 2,8 GW anualmente. Las subastas, que ya comenzaron para los parques solares en un programa piloto de 2015, se llevan a cabo por la Agencia Federal de Redes de acuerdo con la Sección 55 de la Ley de Energías Renovables. Para instalaciones más pequeñas, el vigente ley de 2014 se seguirá aplicando hasta que se alcance una capacidad solar total de 52 GW. En años anteriores, por el contrario, los pagos de las ayudas garantizadas se hicieron a las instalaciones independientemente del número y la capacidad.

Un reciente estudio encargado por el Ministerio Federal de Economía (BMWi) predice una adaptación más eficiente de las condiciones del mercado y la exclusión de los pagos de incentivos excesivos como consecuencia de esta reforma la ley de 2016. La Federación Alemana de Energías Renovables (BEE), por otra parte, sostiene que las medidas han supuesto “un corte en el corazón de la Energiewende“. Como quiera que sea, la práctica actual de proporcionar ingresos garantizados a la alimentación para la replicación ilimitada de tecnologías estandarizadas no ha fomentado medidas eficaces para prevenir la sobreoferta de la red.

Récord solar

Pero hay otra manera de hacer frente a congestión de la red: aumentar el almacenamiento local para su uso posterior. Los aerogeneradores comerciales, que son más eficientes en grandes alturas en el rango de megavatios, son generalmente demasiado grandes para los sistemas de copia de seguridad de la batería. Las células solares, por el contrario, se pueden conectar en cualquier lugar que el sol brilla con la misma eficiencia de generación para que coincida con aplicaciones individuales, ya sea una calculadora de bolsillo, una instalación fotovoltaica en el tejado o una granja solar.

Los sistemas solares autónomos fuera de la red son caros, pero con el almacenamiento parcial en los sistemas conectados a la red se obtiene una mejora en la economía de sus propietarios y de las compañías eléctricas. El Programa de Subsidio de Energía Renovable de Almacenamiento del Banco de Desarrollo KfW organiza préstamos federales de bajo interés y la asistencia de recuperación que cubre hasta el 25% de los gastos de inversión requeridos. KfW ha determinado que el 41% de las nuevas instalaciones solares de Alemania en 2015 incluya el almacenamiento en baterías, en comparación con menos del 14% del año anterior. Este nivel de adopción probablemente constituya un récord mundial del almacenamiento de energía solar.

Desde 2013, han sido aprobadas 43.000 aplicaciones de sistemas solares con almacenamiento – 19.328 de ellas solo en 2015-. Como se refleja  en el mapa, muchas instalaciones ya han entrado en servicio. La mayor concentración se registra en Baviera y Renania del Norte-Westfalia, lo que refleja niveles de ingresos más altos y mayor consumo de electricidad por

De acuerdo con una encuesta realizada por el KfW, más del 80% de los usuarios de almacenamiento lo hacen para ahorrar costes. Sólo el 20% han instalado sistemas solares en el

techo con almacenamiento como precaución contra los apagones. Aunque en Alemania con su alta fiabilidad de la red, los consumidores no tienen ninguna necesidad de mejora de la fiabilidad del sistema, la reducción de las costosas intervenciones de la red y las pérdidas de transmisión, sin embargo, mejoran la eficiencia en la utilización general de los sistemas fotovoltaicos.

Por ahora, la iniciativa de almacenamiento solar de Alemania sigue siendo una empresa modesta. El almacenamiento de la energía solar en todo el país apenas ha alcanzado para poco más de 200 MWh, potencia que sería adecuada para alimentar 22.000 hogares con electricidad un solo día. Sin embargo, KfW recibe entre 600 y 700 solicitudes adicionales de financiación cada mes. La adopción de esta innovación tecnológica puede dar lugar a futuros beneficios de exportación. La industria solar en Asia ha expandido, por ejemplo, el uso de equipos de producción desarrollados originalmente para los fabricantes alemanes.

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