¿Son necesarias las centrales eléctricas de base en relación con las energías renovables? – Imagen: Xpert.Digital
Las energías renovables van en aumento: ¿Se acabó la era de las centrales eléctricas de carga básica?
Centrales nucleares y de carbón bajo presión: cómo la transición energética está cambiando la carga base
Las centrales eléctricas de carga base desempeñan un papel central en el suministro de energía tradicional, ya que proporcionan la energía eléctrica necesaria constantemente (carga base). Estas centrales eléctricas, como las nucleares y las de carbón, funcionan de forma continua y producen electricidad a bajos costes variables. Pero con la expansión de las energías renovables (ER), su necesidad se cuestiona cada vez más.
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Por qué las centrales eléctricas de carga básica han sido necesarias hasta ahora
Las centrales eléctricas de carga base eran esenciales para satisfacer la demanda mínima de la red eléctrica. Están técnicamente diseñados para producir electricidad las 24 horas del día y ser económicamente eficientes cuando funcionan de forma continua. Ejemplos típicos son las centrales de lignito y las centrales nucleares, así como las centrales eléctricas de pasada. Sin embargo, estas tecnologías no son muy flexibles y sólo pueden responder de forma limitada a la demanda fluctuante o a la inyección de energía renovable.
Retos que plantean las energías renovables
Las energías renovables como la eólica y la solar dependen del clima y no generan electricidad constantemente, sino que fluctúan. Estas propiedades los hacen técnicamente incapaces de soportar una carga base en el sentido clásico. Sin embargo, pueden garantizar de forma fiable el suministro eléctrico mediante redes inteligentes, tecnologías de almacenamiento y centrales eléctricas flexibles adicionales.
La transición energética ha llevado a una reducción de la necesidad de centrales eléctricas de carga base rígidas. En cambio, el concepto de “carga residual” está adquiriendo más importancia: la parte de la demanda de electricidad que no puede cubrirse con energías renovables se cubre con centrales eléctricas flexibles, como las centrales eléctricas de gas o las turbinas de gas de hidrógeno.
¿Siguen siendo necesarias las centrales eléctricas de carga básica?
Los estudios demuestran que un sistema energético basado en energías renovables también puede funcionar sin centrales eléctricas de carga básica. Una combinación de energía solar y eólica combinada con almacenamiento (por ejemplo, almacenamiento en baterías o hidrógeno), control de carga flexible y plantas de energía de carga residual puede garantizar la seguridad del suministro. La integración de centrales eléctricas de carga básica sólo tendría sentido si fueran económicamente competitivas, lo que a menudo no es el caso debido a los elevados costes de inversión.
Las centrales eléctricas de carga residual son centrales eléctricas que se utilizan para cubrir la denominada carga residual. La carga residual es la parte de la demanda de electricidad que queda después de deducir la inyección de energías renovables fluctuantes como la eólica y la solar. Estas centrales eléctricas desempeñan un papel central en un sistema energético cada vez más caracterizado por las energías renovables, ya que garantizan la seguridad del suministro.
Tipos de centrales eléctricas de carga residual.
- Centrales eléctricas de gas: Se consideran especialmente adecuadas porque pueden ponerse en marcha o pararse rápidamente.
- Plantas de biogás: esta fuente de energía renovable también puede contribuir de forma flexible a cubrir la carga residual.
- Centrales hidroeléctricas (por ejemplo, centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo): almacenan el exceso de electricidad y la liberan nuevamente cuando es necesario.
Enfoques alternativos para asegurar el suministro de energía
- Tecnologías de almacenamiento: Las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo, las grandes baterías o el almacenamiento de hidrógeno pueden compensar las fluctuaciones entre la producción y el consumo.
- Flexibilidad en la red: Las redes inteligentes (smart grids) permiten un mejor control de la oferta y la demanda.
- Centrales eléctricas de carga residual: solo funcionan cuando es necesario y, a menudo, utilizan tecnologías de bajas emisiones, como el hidrógeno o el biometano.
- Diversificación: una amplia combinación de fuentes de energía renovables descentralizadas reduce la dependencia de tecnologías individuales.
Las centrales eléctricas de base ya no son absolutamente necesarias en el contexto de un sistema energético dominado por las energías renovables. La seguridad del suministro puede garantizarse mediante una combinación de energías renovables, almacenamiento, centrales eléctricas flexibles y redes inteligentes. El concepto de carga base está perdiendo importancia en favor de soluciones más flexibles y sostenibles.
Las energías renovables desempeñan un papel cada vez más importante en el suministro energético, también en relación con la carga base. Sin embargo, su contribución a la cobertura de la carga base difiere significativamente de la de las centrales eléctricas tradicionales, ya que muchas fuentes renovables dependen del clima y, por lo tanto, son volátiles. Sin embargo, existen varios enfoques y tecnologías para permitir su integración en el suministro de carga base.
La energía renovable y su papel en la carga base
1. Energía renovable de carga base
- Centrales eléctricas de pasada: naturalmente, tienen capacidad de carga base, ya que pueden generar electricidad constante.
- Centrales eléctricas de biomasa: también pueden proporcionar energía continua y, por lo tanto, se consideran con capacidad de carga base.
- Centrales geotérmicas: Utilizan energía geotérmica y ofrecen una generación eléctrica confiable y constante.
2. Capacidad de carga base limitada de energía eólica y solar
- Las plantas de energía eólica y solar dependen del clima y, por lo tanto, no están disponibles constantemente. Sin embargo, se considera que las plantas de energía eólica marina son casi capaces de realizar una carga base debido a sus elevadas horas de carga completa.
- La llamada “estancamiento oscuro” (sin viento ni luz solar) representa un problema que debe compensarse con soluciones de almacenamiento u otras tecnologías.
3. Tecnologías de almacenamiento y flexibilidad
- Para compensar las fluctuaciones de la energía eólica y solar se utilizan soluciones de almacenamiento como baterías, centrales eléctricas de bombeo o almacenamiento de hidrógeno. Estas tecnologías permiten almacenar el exceso de energía y liberarla cuando sea necesario.
- Las redes inteligentes (smart grids) pueden optimizar la inyección de energía renovable y cerrar las brechas en el suministro.
4. Concepto cambiado de carga base:
- Con la expansión de las energías renovables, el concepto tradicional de carga base rígida está siendo sustituido cada vez más por un sistema más flexible. En lugar de una oferta básica constante, el objetivo es equilibrar dinámicamente la oferta y la demanda.
- La combinación de diferentes fuentes de energía renovables (por ejemplo, eólica, solar, biomasa) puede garantizar un suministro estable porque se complementan parcialmente entre sí.
desafíos
- La expansión del almacenamiento y las redes flexibles es crucial para permitir la integración de las energías renovables en el suministro de carga base.
- Se necesitan temporalmente tecnologías puente, como las centrales eléctricas de gas, para cerrar las brechas de suministro.
- A largo plazo, un sistema basado enteramente en energías renovables podría ser posible si se logran avances tecnológicos en el almacenamiento y la gestión de la red.
Las energías renovables pueden contribuir de manera importante a la carga base mediante combinaciones adecuadas, tecnologías de almacenamiento y control inteligente de la red. Sin embargo, el concepto tradicional de carga base rígida está siendo reemplazado cada vez más por enfoques más flexibles.
Las centrales eléctricas de carga base convencionales siempre han desempeñado un papel central en el suministro de energía, proporcionando la cantidad mínima y continua de electricidad que requiere una red eléctrica las 24 horas del día. Este suministro constante de energía es fundamental para evitar cortes de energía y garantizar la estabilidad de la red.
¿Por qué son (todavía) necesarias las centrales eléctricas de carga base convencionales?
- Asegurar el suministro eléctrico: Garantizan un suministro constante de energía, independientemente de la hora del día o las condiciones climáticas. Esto es particularmente importante para los procesos industriales, los electrodomésticos en funcionamiento continuo (por ejemplo, refrigeradores) y la infraestructura pública como el alumbrado público.
- Estabilidad de la red: Las centrales eléctricas de carga base contribuyen a la estabilidad de frecuencia y tensión en la red eléctrica, lo cual es esencial para el funcionamiento seguro de todo el sistema.
- Bajos costos variables: estas centrales eléctricas están diseñadas para generar electricidad de manera rentable, ya que generalmente funcionan de manera continua.
¿Qué centrales eléctricas cubren la carga base?
Tradicionalmente se utilizan centrales eléctricas de carga base que son técnicamente capaces de generar electricidad durante largos períodos de tiempo:
- Centrales eléctricas convencionales: aquí predominan las centrales eléctricas de carbón, nucleares y de gas natural debido a su fiabilidad y sus bajos costes operativos variables.
- Energía renovable: Las centrales eléctricas de pasada, las plantas de biomasa y las centrales geotérmicas también pueden ayudar a cubrir la carga base porque pueden proporcionar energía continua.
Perspectivas de futuro
Con la transición a las energías renovables, se está reevaluando el papel de las centrales eléctricas de carga básica:
- Los generadores volátiles, como los eólicos y los solares, no tienen capacidad de carga base porque su producción depende del clima. Por lo tanto, su integración requiere soluciones de almacenamiento o tecnologías complementarias como power-to-gas o plantas de energía virtuales.
- Las tecnologías de almacenamiento, como el almacenamiento en baterías o las centrales eléctricas de bombeo, son cada vez más importantes para compensar las fluctuaciones y hacer que las energías renovables sean capaces de soportar cargas básicas.
- Futuro sin centrales eléctricas de carga base tradicionales: Los escenarios muestran que un sistema energético también puede funcionar sin centrales eléctricas de carga base tradicionales si las energías renovables se conectan en red y se almacenan de manera eficiente.
Las centrales eléctricas de carga básica convencionales siguen siendo actualmente indispensables para un suministro energético estable. Al mismo tiempo, su importancia se está complementando o reemplazando con tecnologías innovadoras y soluciones sostenibles como parte de la transición energética.
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