Los vertidos como pilar de la transición energética

Decir que el futuro de la energía eléctrica es cada vez más verde en España no es ya un deseo o una mera predicción, sino que se trata de una realidad tangible. Hagamos un rápido resumen de nuestro sistema eléctrico, en concreto en lo que se refiere a generación eólica, solar e hidráulica para poder verlo.

A cierre de 2023 contábamos en el sistema peninsular con más de 29.600 MW de potencia de generación eólica instalada, que durante ese mismo año produjo algo más de 61 TWh de energía. Así también, teníamos más de 23.600 MW de potencia de generación solar fotovoltaica instalada, que durante 2023 produjo más de 36 TWh. Y poseíamos unos 16.500 MW de potencia de generación hidráulica, que aportó a cierre de dicho año más de 25 TWh .

Generación verde en España

Verde que te quiero verde, estas fuentes de generación basadas en el aire, el sol y el agua han representado holgadamente más de la mitad de la potencia y energía del sistema**. El total de potencia de estas tres tecnologías renovables, como se extrae del párrafo anterior, es de unos 70.000 MW, lo cual supone cerca del 60% del total de potencia** de generación eléctrica instalada en el sistema peninsular. Por su parte, la suma de la energía aportada es de 132 TWh, es decir, igualmente casi un 60% de la energía total demandada por este sistema eléctrico.

Así también, ya hay en marcha y se esperan nuevos proyectos de inversión para seguir instalando nuevas plantas de generación renovables en los próximos años. Y no se le escapará al lector que, además de las aquí citadas tecnologías, existen otras que también son de origen renovable aunque ahora mismo menos relevantes (solar térmica, biomasa, marina, etc…) y que, no siendo actualmente tan importantes cuantitativamente, sí que podrían igualmente crecer en un futuro cercano.

Transición energética y movilidad

Sin embargo, la transición energética abarca un concepto mucho más amplio, que ciertamente va más allá de refundar el parque de generación eléctrico. Porque mucha energía que se utiliza en nuestro país, así como en el resto del mundo, es de origen fósil y no toda cabe sustituirla a corto o medio plazo por energía eléctrica. Me refiero, por supuesto, a la energía destinada a movilidad. Pensemos en todos los millones de coches, cientos de miles de camiones, o miles de aviones y barcos que cada día transportan personas y mercancías de un sitio a otro.

Partiendo de este contexto en lo que a movilidad se refiere, sería desde luego un escenario ideal en el medio plazo poder sustituir gran parte de los turismos de nuestro parque móvil por vehículos eléctricos. Y en añadido poder transformar el transporte pesado de mercancías en carretera por vehículos movidos con hidrógeno verde. Para ambos capítulos, la generación renovable puede jugar un papel fundamental, en el primer caso para generar y almacenar electricidad suficiente, y en el segundo caso para tener disponible igualmente el hidrógeno verde.

Los vertidos

Pero no es la energía que ya aportan estas fuentes de generación la que está llamada a ser el pilar de la transición, sino que lo es aquella energía que no aportan, es decir, los vertidos.

Cabe preguntarse qué es esto de los vertidos. Recordemos primero sucintamente que la generación verde es en buena medida dependiente de la climatología, ya que evidentemente si no llueve no hay agua, si está nublado no funcionan las placas fotovoltaicas, y si no sopla el viento a la velocidad necesaria no pueden generar electricidad sus aspas. Por lo cual, si hay demanda de energía pero no hay condiciones climatológicas favorables, no hay generación renovable posible.

Ahora pensemos en el caso contrario, esto es, la demanda es baja, pero tenemos condiciones climatológicas favorables y por tanto esas unidades de generación producen energía. Es decir, sopla el viento y no está nublado. Pero no existe demanda para esa generación solar o eólica, o bien esa demanda es insuficiente, o quizá no se puede transportar la energía en condiciones adecuadas para la red entre el punto de generación y el punto de demanda. En definitiva y como resultado de todo ello dicha energía se vierte, se pierde, al no poder utilizarse.

Algunas situaciones, a título ejemplificativo, serían la de viento que permite la generación eólica en horario nocturno, mientras las familias y empresas duermen; o la de que el sol brilla un domingo cualquiera pero no hay laboralidad ya que la mayor parte de industrias están paradas.

También pueden deberse los vertidos a limitaciones propias de la red de transporte, y no solo a la demanda. Ya que se da en la práctica a veces el caso de que un parque de generación renovable está produciendo en toda su potencia, y el sistema tiene demanda que podría usar dicha energía, pero la red entre ambos puntos no puede transportar toda esa energía, con lo cual una parte se verterá.

En añadido pensemos que, cuanto mayor es el parque de generación renovable, mayores tenderán a ser los vertidos, así que es un problema al alza.

Vertidos en la transición energética

Muchos lectores pensarán ante todo esto que por qué no se almacena la energía sobrante, en vez de desecharla. La respuesta es sencilla, y es que hoy en día no existe una tecnología de baterías físicas que puedan almacenar de forma sistemática grandes cantidades de energía en el tiempo. Así que esto simplemente no es posible en la actualidad.

Pues bien, no podemos guardar esa energía excedentaria, pero sí que podríamos desarrollar los mecanismos necesarios para aprovechar esos vertidos convirtiéndolos en hidrógeno verde.

Y aquí tenemos la clave como ya anticipamos más arriba: dicho hidrógeno verde serviría a su vez como batería para posteriormente poder generar electricidad destinada a la movilidad de personas y mercancías.

Y ello porque el hidrógeno se puede almacenar, y usarse más tarde para generar electricidad. Es decir, logramos de esa forma guardar la energía en el tiempo.

Hidrógeno verde

Aunque le llamamos verde por el origen de generación, respecto del hidrógeno debemos recordar que simplemente se trata de un elemento químico que en forma de gas incoloro, insípido e inoloro, puede utilizarse como combustible en los motores de camiones, autobuses, barcos o aviones.

Además de usarse de manera directa en motores de grandes vehículos, puede usarse como batería química. Ya que puede usarse para generar electricidad destinada a mover el parque de vehículos eléctricos de turismo.

Resulta que el hidrógeno está presente en la naturaleza de forma masiva, ya que es el elemento químico más abundante en hasta tres cuartas partes de la materia, pero no se puede aislar de forma sencilla para utilizarlo como combustible o usos industriales, sino que se necesita un proceso de producción que a su vez requiere mucha energía.

Este proceso por lo general es la electrólisis, que separa el agua en sus dos componentes fundamentales, hidrógeno y oxígeno. Ello se consigue aplicando una corriente eléctrica a las moléculas de agua, pero dicha corriente eléctrica se debe primeramente generar.

De esta forma, si los vertidos de la generación renovable que vimos más arriba los usamos para esa corriente eléctrica necesaria en el proceso de electrólisis en la producción de hidrógeno cerramos un círculo virtuoso.

El desafío de convertir vertidos en hidrógeno

La idea desde luego es muy sugerente, parece incluso sencilla, pero no nos dejemos llevar por el optimismo ya que a día de hoy el reto sería importante. Y es que transformar los vertidos en el tan preciado hidrógeno verde requeriría una inversión importante en los equipos necesarios para producir el mismo a partir de los parques de generación eléctrica renovable actualmente existentes, o bien instalarlos en futuras plantas de generación verde.

Estos equipos son electrolizadores.Básicamente un electrolizador de hidrógeno es un mecanismo que hace pasar la corriente eléctrica a través de dos electrodos sumergidos en agua, a fin de separar los iones de hidrógeno y oxígeno.

Básicamente, habría que instalar suficientes unidades de electrólisis , en las cuales se inyectase la corriente eléctrica de los numerosos parques renovables evitando con ello el desperdicio o pérdida de energía de vertidos.

En añadido, y por la magnitud del desafío de la transición referente a la movilidad aquí estudiada, sería clave el desarrollo de nuevas plantas de generación renovable que naciesen ya con el electrolizador, y enfocadas al mismo. Es decir, dedicadas a alimentar el electrolizador para producir hidrógeno, vertiendo solo a la red la energía sobrante. La amortización por tanto de estas nuevas plantas pivotaría sobre la generación de hidrógeno.

Porque si creamos nuevas plantas para generación eléctrica quizá mucha energía termine en vertidos, pensemos en la actual “curva de pato” y el exceso de energía renovable en el mix nacional en algunas horas del día, especialmente en ciertas temporadas del año. Pero si por el contrario empezamos a instalar plantas destinadas a electrolizadores podemos lograr subir muchos peldaños en esta escalera de la transición energética.

En añadido, otra forma de desarrollo sería la instalación de electrolizadores para hidrógeno verde por parte no de un generador, sino de un cliente de hidrógeno verde, que compraría a plantas de generación renovable la electricidad necesaria vía red o PPA para su electrolizador. Por ejemplo, una empresa con una flota de vehículos de hidrógeno podría hacerlo, para tener esa batería química que decíamos antes. O bien una compañía de transporte de mercancías con vehículos movidos con hidrógeno verde podría estar interesada en este esquema de inversión.

Y de una u otra manera, en definitiva, el hidrógeno así producido permitiría sustituir combustibles fósiles contaminantes por una energía limpia y renovable.

Una gran idea que nos puede acercar a un futuro sostenible, libre de emisiones de CO2, libre de combustibles fósiles, pero lleno de energía.