Cómo las energías renovables pueden proporcionar los mismos servicios de red que las nuevas plantas de gas

El sistema eléctrico de Estados Unidos es una de las máquinas más grandes, más complicadas y más caras del mundo, pero la infraestructura central de la red es antigua y no está envejeciendo bien. Es probable que cerca de 500 gigavatios (GW), o aproximadamente la mitad del parque de generación térmica existente (es decir, centrales eléctricas de carbón, nucleares y de gas) se cierren antes de 2030, dando lugar a una brecha en la capacidad que tendrá que ser cubierta con nuevas inversiones.

La opción predeterminada para las compañías eléctricas para reemplazar la capacidad que se va a cerrar es la construcción de nuevas plantas de gas natural. La tecnología de generación a gas es madura y rentable en comparación con las plantas antiguas que se cierran, especialmente con el bajo precio actual -pero volátil- del gas natural.

Sin embargo, dado el tamaño de la próxima oleada de cierres, se necesitarían aproximadamente 500.000 millones de dólares de inversión hasta el 2030 para reemplazar toda esa capacidad con nuevas plantas de gas. Además, esta inversión bloquearía otra cantidad similar -entre 400.000 y 500.000 millones de dólares- en costes de combustible y 5.000 millones de toneladas de emisiones de CO2 en el mismo período.

Afortunadamente, las nuevas plantas de gas no son la única opción que tiene EEUU. En un nuevo informe titulado The Economics of Clean Energy Portfolios, Rocky Mountain Institute (RMI) examina el papel potencial de las "carteras de energía limpia" o colecciones de energía renovable y recursos de energía distribuida (DER) que pueden proporcionar los mismos servicios de red que las nuevas plantas de gas.

El análisis del RMI revela que, debido a la innovación y las rápidas reducciones de costes en energías renovables y tecnologías DER, las carteras de energía limpia pueden obtenerse con ahorros netos significativos, con menor riesgo y cero emisiones de carbono, en comparación con la construcción de una nueva planta de gas.

Los costes de nuevas construcciones de energía limpia están cayendo rápidamente, y es probable que superen solo los costes operativos de las plantas de gas en las próximas dos décadas, un riesgo aleccionador para los inversores y clientes en un mercado con más de 100.000 millones de inversiones ya anunciadas en nuevas centrales eléctricas de gas.

Ahorro significativo de costes

RMI examinó cuatro casos de plantas de gas propuestas por las compañías eléctricas en Estados Unidos, de los que dos correspondían a dos ciclos combinados (CCGT), planificados para la operación del factor de alta capacidad, y las otras dos plantas correspondían a turbinas de combustión, planificadas para la operación en horas pico.

Estas centrales eléctricas se proponen para una amplia variedad de regiones con diferente disponibilidad de recursos, costes de esos recursos, necesidades de la demanda impulsadas por el clima y ​​bases de clientes. En los cuatro casos, RMI encontró que las carteras de energía limpia son competitivas en cuanto a costes con la generación a gas propuesta, al tiempo que cumple con todos los servicios de red necesarios y es compatible con la fiabilidad del sistema.

En tres de los cuatro casos, las carteras de energía limpia optimizadas y específicas de la región cuestan entre un 8% y un 60% menos que la planta de gas propuesta, según los pronósticos de costos estándar de la industria y sin subsidios. Solo en un caso el costo de la cartera de energía limpia fue ligeramente más alto que la planta de gas propuesta.

Sin embargo, un análisis más detallado reveló que la fijación de precios modestos de carbono (es decir, menores de 8 $ / tonelada) o las reducciones de costos solares a escala comunitaria factibles revertirían fácilmente el resultado. Del mismo modo, dos años más de reducciones anticipadas de los costos de almacenamiento y de energía renovable también eliminarían la diferencia en el coste entre la cartera de energía limpia y la planta de gas.

El estudio de RMI también incluyó varios supuestos conservadores que sobreestimaron el coste y subestimaron los beneficios de las carteras de energía limpia. Al usar un paradigma específico de activos, el análisis limitó los posibles ahorros de las economías de alcance que son posibles con la planificación integrada a nivel de sistema.

También se dio valor cero a los incentivos existentes (por ejemplo, créditos fiscales), reducciones de emisiones de carbono, reducciones de la volatilidad del precio del combustible y beneficios a nivel de transmisión y distribución que podrían ser aprovechados por las carteras de energía limpia.

Una oportunidad de inversión de 350.000 millones de dólares

Al expandir el análisis a todo el mercado estadounidense, RMI encontró una oportunidad para reducir los costes totales de la red al evitar al menos 370.000 millones en inversión y costes operativos de las plantas de gas, y redirigir esos ahorros a la inversión en energías renovables y DER.

RMI examinó un escenario en el que más de la mitad de la capacidad térmica en edad de jubilación hasta 2030 era reemplazada por carteras de recursos que pueden proporcionar la misma energía, capacidad máxima y flexibilidad a la red, utilizando suposiciones conservadoras de adopción renovable y DER. Esta vía desbloquearía un mercado de 350.000 millones para energías renovables y DER hasta 2030, evitando 3.500 millones de toneladas de emisiones de CO2 durante el mismo período de tiempo.

Las plantas de gas podrían ver amenazada su rentabilidad

Además de sugerir una clara oportunidad de ahorro de costes en la inversión para remodelar el sector eléctrico de EEUU, el análisis también sugiere que las plantas de gas existentes, y las que se construyan en el futuro, podrían ver amenazada su rentabilidad a corto plazo.

Debido a la disminución de los costes esperados en la energía renovable y la tecnología de almacenamiento, los autores del informe esperan que los costes de las carteras optimizadas de energía limpia caigan aproximadamente un 40% en los próximos 20 años.

Dependiendo del precio del gas natural, los costes decrecientes de las carteras de energía limpia comenzarán a superar solo los costes de operación de una planta de gas altamente eficiente para el 2026 (si los precios del gas suben a los promedios observados del 2003-2008, potencialmente impulsados ​​por una mayor exportación de gas natural licuado) o hacia 2040 (si los precios del gas se mantienen en niveles actualmente bajos).

En otras palabras, dentro de los próximos 10 a 20 años, probablemente sea menos costoso construir carteras de energía limpia completamente nuevas que puedan realizar los mismos servicios de red que una planta de gas que mantener operativas las plantas de gas existentes.

Esto se traducirá en menos horas de operación y menores ingresos para los propietarios de centrales eléctricas de gas en EEUU. Los inversores en la nueva generación a gas deberían considerar cuidadosamente esta dinámica emergente mientras evalúan sus inversiones multimillonarias en nuevos proyectos.

Las compañías eléctricas pueden revolucionar la planificación de recursos y sus prácticas de adquisición para valorar con precisión las capacidades de las tecnologías renovables y distribuida, y minimizar los "costos suaves" de la integración y la implementación. El paradigma de planificación de las compañías eléctricas ha dado lugar durante mucho tiempo a inversiones en generación a gran escala para satisfacer la demanda en continuo crecimiento; ahora que la demanda es plana y la generación a gran escala ya no es la opción más rentable, hay una clara oportunidad de actualizar los procesos para reflejar la nueva realidad.

Si se aprovechan los recursos de energía limpia, la industria eléctrica podría ahorrarse al menos 370.000 millones en inversiones y costes de combustible para nuevas plantas de gas, reordenar la inversión en recursos de energía limpia y evitar 3.500 millones de toneladas de emisiones de CO2 hasta 2030, concluye el informe de RMI.