La palabra es mitad de quien la pronuncia, mitad de quien la escucha. Michel Eyquem de Montaigne (1533-1592). Escritor y filósofo francés.

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News Soliclima    5/06/2006 - 17:04h

Análisis del sector solar termoeléctrico

La energía solar termoeléctrica agrupa un conjunto de tecnologías diferenciadas que se caracterizasn por realizar concentración solar con el fin de alcanzar temperaturas que permitan la generación eléctrica. Su aplicación puede llegar a constituir unaforma de generación de energía competitiva y con las ventajas que corresponde a una fuente renovable y respetuosa con el medio ambiente.

Se trata por tanto de una tecnología que actualmente se encuentra en los inicios de unposible desarrollo comercial, y en la cual España cuenta con unas favorables condiciones de partida debido a la importante trayectorio tecnológica que se ha llevado a acabo mediante proyectos de investigación y desarrollo y a los recursos disponibles.

También cabe destacar el apoyo vía prima disponible y la presencia de empresas interesadas en el desarrollo tecnológico del sector y la promoción de proyectos.

En el contexto internacional se vienen llevando a cabo desde distintos estamentos iniciativas para conseguir el lanzamiento de la ener´gia solar termoeléctrica. Entre ellos se encuentra la Iniciativa de Mercado Global (GMI) cuya finalidad es conseguir que en el año 2014 existan en el mundo plantas que totalicen 5.000 MW.

Un poco de Historia sobre la energía solar termoeléctrica

Las primeras experiencias datan de hace poco más de 20 años, cuando se empezaron a poner en servicio las primeras instalaciones experimentales en el mundo. En la Unión Europea detaca España por los proyectos llevados a cabo en la Central Solar de Almería, y a nivel mundial EEUU, con más de 360 MW instalados, la mayoría en tecnología cilíndrico-parabólica.

La energía solar termoeléctrica puede ser una de las tecnologías que se vea más favorecidas por la búsqueda global de soluciones energéticas limpias, fruto de acuerdos internacionales para el desarrollo acelerado de tecnologías limpias sobre todo en cuanto a aemisiones de dióxido de carbono.

En este contexto, es una opción que está empezando a ser considerada por importantes actores en el campo de las inversiones energéticas en los países en vías de desarrollo, como son el Banco Europeo de Inversiones (EIB), el Global Envieronment Facility (GEF) del Banco Mundial, etc. El Fondo para el Medio Ambiente Mundial (FMAM) del Bando Mundial está financiando proyectos en la India, Marruecos, Egipto y México que se espera que entren en funcionamiento en los próximos años. Además de los proyectos en estos países se están realizando estudios de viabilidad en diversos países dispersos en diferentes continentes como Brasil, Malta, Namibia y Jordania.

En los Estados Unidos, la Asociación de la Industria de Energía Solar (SEIA) y el Ministerio de Energía han participado en la creación de Zonas de Empresas Solares en los estados más soleados, como Arizona y Nevada, con el objetivo de ayudar a que las empresas privadas ejecuten grandes proyectos (1.000 MWe en un período de siete años).

En la primera Conferencia Internacional sobre Energía de Concentración Solar (Berlín, 2002) se debatió la Iniciativa de Mercado Global (GMI), para desarrollar y expandir la instalación de plantas de concentración solar. Esta estrategia, para la introducción de estsa tecnología en el mercado, fue publicada como la Declaración de Berlín. En la Segunda Conferencia Internacional, celebrada en Palm Springs (California) en octubre de 2003, se lanzó definitivamente la Iniciativa de Mercado Global (GMI), con el objetivo de facilitar la construcción de plantas de concentración solar hasta alcanzar una potencia total de 5.000 MW durante los próximos 10 años. Esta iniciativa representa la más amplia acción coordinada para el desarrollo de la energía solar termoeléctrica.

Una de las barreras más importantes para el desarrollo de las tecnologías de concentración solares es la falta de conocimientos actualizados sobre la tecnología por parte de las autoridades gubernativas, políticos, inversores e incluso muchas empresas del sector energético. La iniciativa del GMI va encaminada a difundir el conocimimento y crear un adecuado marco político de manera que la velocidad de entrada en una etapa comercial de estas tecnologías se acelere. En este sentido, los objetivos de globales de incremento de 5.000 MWe en los próximos diez años serían la base para que estas tecnologías incrementasen su rentabilidad y fuesen más competitivas en el mercado energético.

Para alcanzar este objetivo en el año 2010 se deberían superar los 1.000 MWe instalados y en el año 2012 estar próximos a los 3.000 MWe. Acutalmente hay en el mundo aproximadamente 10 proyectos [finales de 2005 ] en desarrollo que totalizan 1.000 MWe de potencia con tecnologías de concentración.

En el ámbito español, producir energía termoeléctrica en proyectos comerciales va a comenzar a ser una realidad. Hace aproximadamente 20 años que se empezó a trabajar en los desarrollos que van a hacerlo posible, a los que ahora hay que unir la existencia de una marco económico-legislativo favorable.

En España el apoyo definitivo a la viabilidad de los proyectos de energía solar de concentración para la producción de energía eléctrica se ha producido con el REal Decreto 436/2004. Este Real Decreto, además de asegurar las condiciones económicas para la vida útil de la central, ha elevado el precio de la energía eléctrica producida, con lo que los proyectos que se estaban madurando en los útlimos años en España pueden comenzar a hacerse realidad, pudiéndose considerar que actualmente están en ejecución 3 proyectos que totalizarían una potencia de 110 MW. [ finales de 2005 ]

En Italia en el año 2001, el parlamento italiano asignó 110 millones de euros para un programa de desarrollo y demostración de tecnologías de concentración solar, lo que ha lanzado la actividad actual en el área. Existe un proyecto de colectores cilíndrico-parabólicos de 40 MW.

En Grecia existe un proyecto en Creta, también de colectores cilíndrico-parabólicos de 50 MW que recibió ayuda del V Programa Marco de la Unión Europea.

Análisis del área solar termoeléctrica

 
Planta solar de receptor central; Abengoa construirá en la provincia de Sevilla la primera en el mundo de carácter comercial
Fuente de las imágenes: CIEMAT- Plataforma Solar de Almería


Partiendo del compromiso introducido en la Ley 54/1997 del Sector Eléctrico, se elaboró el Plan de Fomento de las energías renovables, aprobado por el Consejo de Ministros de 30 de diciembre de 1999, definiendo el objetivo de desarrollo a alcanzar por cada una de las áreas de energías renovables para cubrir, en su conjunto, al menos el 12% del consumo en términos de energía rimaria en España en el año 2010.

El año 1999 (fecha de referencia para el Plan de Fomento) dio comienzo el Plan sin que existiese ninguna planta termoeléctrica en funcionamiento. Durante los últimos seis años se ha tenido que construir el marco económico y legislativo adecuado para que empezasen a promoverse los proyectos que actualmente están iniciando la fase de ejecución, no existiendo a finales del año 2004 proyectos comerciales en explotación.

Situación actual de la termoeléctrica en España

Actuales proyectos de centrales termoeléctrias para uso comercial en España:
  • La empresa sevillana Abengoa tiene previsto instalar la primera central termoeléctrica de torre para uso comercial, así como otras de colectores cilíndricos-parabólicos con un total de 450 MW.
  • La empresa alemana Conergy tiene intención de instalar la mayor planta solar termoeléctrica de Europa en el Sur de España » Ver noticia
  • Iberdrola tiene en proyecto otros 450 MW en tecnología termoeléctrica de colectores cilíndrico-parabólicos


Planta de colectores cilíndrico-parabólicos

Fuente de la imagen: CIEMAT- Plataforma Solar de Almería


La Plataforma Solar de Almería tiene, además, otros proyectos en marcha, con finalidad de investigación y desarrollo » Ver artículo sobre la PSA

Comparativa de las diferentes tecnologías

Las centrales de torre y los colectores cilíndrico-parabóloicos son más apropiados para proyectos de gran tamaño conectados a red, en el rango de 30-200 MW, mientras que los sistemas disco-parabólicos son modulares y pueden ser usados en aplicacione individuales o en grandes proyectos.

Un reflejo del distinto grado de madurez tecnológica de las distintas tecnologías lo constituyen los actuales proyectos en desarrollo. Mientras que se pueden enumerar 12 proyectos con tecnología cilíndrico parabólica en distintas partes del mundo que totalizarían más de 500 MW de capacidad solar, los únicos proyectos de Torre son los que se planean en España.

Respecto a los sistemas de disco-parábolico existen unidades en USA y España y hay un gran interés en el desarrollo de esta tecnología en China.

Para las tres tecnologías, unaspecto fundamental es el grado de incidencia que pueda tener sobre los costes de inversión el desarrollo industrial en la implantación de centrales termosolares. Quedan incertidumbres sobre cuando estas tecnologías podrán lograr la necesaria reducción y la disponibilidad de mejoras, pero las perspectivas son muy favorables.

Por otro lado, no existen criterios claros respecto a aspectos básicos de las plantas tales como fluido de trabajo, sistema y capacidad de almacenamiento, ciclo termodinámico, etc...

Aspectos normativos

El RD 436/2004 fija un marco económico suficientemente favorable para el desarrollo de la energía solar termoeléctrica, aunque limita las condiciones de retribución estableciendo un máximo de 200 MW.

Adicionalmente, el RD 2351/2004 de 23 de diciembre, por el que se modifica el procedimiento de resolución de restricciones técnicas y otras normas reglamentarias del mercado eléctrico, autoriza la utilización de ga para el mantenimiento de la temperatura para compensar la falta de irradiancia qeu pueda afectar a la entrega prevista. La generación a partir de gas podrá ser del 12% si se vende a precio fijo y del 15% si se acude almercado. EStas condiciones refuerzan la operatividad y viabilidad de los proyectos.

Aspectos medioambientales

La energía oslar termoeléctrica forma parte del conjunto de energías renovables cuya principal aplicación es la producción de energía eléctrica, en ausencia de procesos de combustión y por tanto sin emisiones de gases que producen efecto invernadero.

La gran ventaja de la energía solar termoeléctrica es poder producir electricidad de la misma forma que las centrales convencionales, pero utilizando como energía primaria la radiación solar concentrada.

No existen impacto sobre el medio físico, ni sobre la calidad del aire, ni sobre los suelos; tampoco se provocan ruidos ni se afeta a la hidrología existente. Tampoco entraña ningún riesgo para la seguridad.

En términos generales se puede decir que las principales repercusiones son el impacto visual y la ocupación de terrenos, que en el caso de grandes instalaciones pueden ser de gran impacto. Esta ocupación de terrenos en algunos emplazamientos específicos podrían tener impacto sobre la flora y fauna del lugar, aunque ese impacto no es superior al de cualquier planta convencional.

Respecto a la ocupación de terrenos también existen diferencias entre tecnologías. Mientras que en las centrales de colectores cilíndrico-parabólicos la ocupación es de aproximadamente una hectárea por MW, para los proyectos de torre central este ratio se multiplica por 6-8.

Nuevas tecnologías como los colectores lineales de Fresnel podrían sifnificar un gran avance en este sentido, ya que su configuración permitiría combinar usos como el empleo del suelo debajo de los colectores con fines agrícolas o constituir la estructura de un aparcamiento.

Por otro lado, desmontar una central termoeléctrica no entraña dificultades por lo que podríamos hablar de reversibilidad y la mayoría de los materiales que se utilizan en las plantas (acero, cristal, etc) se pueden reciclar.

En el caso del impacto visual, las plantas de tecnología cilíndrico-parabólica la altura es inferior a 4 metros, lo que significa que a 100 m. de distancia el impacto visual es nulo por ser el ángulo visual menor de 2.5º.

Aspectos económicos de las centrales termoeléctricas

Las tres tecnologías por su baja rentabilidad, precisan elevadas primas para poder dar viabilidad a los proyectos. Para las tres, un aspecto fundamental es el grado de incidencia que pu7eda tener sobre los costes de inversión el desarrollo industrial en laimplantación de centrales termosolares y en la fabricación a escala comercial de algunos de sus componentes específicos. Quedan incertidumbres sobre cuándo estas tecnologías podrán lograr la necesaria reducción y la disponiblidad de mejoras, pero las persepctivas son muy favorables.

El coste de la electricidad solar térmica tiene unciertomargen de disminución por los efectos combinados de desarrollo de mercado, nuevas generaciones de tecnologías y disminución de los costes de operación y mantenimiento por efecto del aprendizaje. Un ejemplo de esta disminución de costes lo constituye ya la disminución de los costes de capital instalados de los sistemas SEGS de California.

La experiencia adquirida en Europa y en Estados Unidos con tecnologías de concentración permite dar datos de costes en la situación actual. Por tecnologías, las centrales de Torre requieren inversiones algo menores que las de colectores cilíndrico-parabólicos.

Barreras

A falta de un cierto desarrollo comercial que sin duda llevará aparejado la aparición de nuevos obstáculos y sin entrar en las barreras que son comunes a las plantas de generación en esta escala, como la existencia de redes de evacuación, etc., las principales dificultades que se identifican actualmente son:

Técnicas
  • Salvo excepciones, no existen datos de radiación directa disponibles. Las plantas termoeléctricas aprovechan la radiación directa por lo que al no existir datos, se parte de estimaciones para elegir los posibles emplazamientos, para posteriormente pasar por un período de medidas.
Económicas
  • Necesidad de ayudas a la inversión para los primeros proyectos. los Primeros proyectos que se están promoviendo están apoyados por la Unión Europea, el programa PROFIT del ministrio de Industria y Comercio y la Comunidad Autónoma donde se implantan.
  • Poca precisión en la valoración de los primeros proyectos, lo que conduce al encarecimiento de los mismos. A la hora de valorar los proyectos existe incertidumbre sobre los posibles suministradores y sus precios. Al no existir desarollo comercial , la negociación de los precios con los suministradores puede dar como resultado grandes variaciones en los precios, ya que no existen precios de referencia a escala comercial
Tecnológicas Las principales barreras que se detectan en este sector derivan de la falta de experiencia a nivel comercial, lo que acarrea:
  • Dudas respecto a los aspectos técnicos básicos tales como el almacenamiento, fluído de trabajo, etc.
  • Falta de empresas especializadas dedicadas a la fabricación de componentes esenciales
Normativas
  • Escasa reglamentación, para este tipo de tecnología, lo que dificulta los trámites administrativos, como por ejemplo la obtención del punto de conexión
  • Limitación de las primas y tarifas actuales para un máximo de 200 MW: sólo los primero 200 MW podrán optar a esas primas, pero los proyectos en ejecución o tramitación superan los 325
Fuente: Era Solar, Enero/Febrero 2006

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