¿Alemania produce demasiada energía renovable?

ara Alemania, 2020 fue un año excepcional en la producción de energía renovable. Las fuentes de energía limpia (parques eólicos y paneles solares, así como plantas hidroeléctricas y de biogás) aumentaron su participación en el consumo de energía hasta en un 46 por ciento , casi igualando la del carbón, el gas, el petróleo y la energía nuclear combinados. Y después de un período de estancamiento en la década de 2010 , las emisiones de gases de efecto invernadero de la cuarta economía más grande del mundo han disminuido nuevamente, el año pasado en alrededor de 80 millones de toneladas de dióxido de carbono. Eso coloca a Alemania un 42 por ciento por debajo de su nivel de emisiones de 1990, superando así su objetivo de la década en 2 puntos porcentuales. Esta trayectoria es una buena noticia para Alemania y para la UE, que quiere convertir el continente en carbono neutral para 2050.

Sin embargo, el movimiento de Alemania hacia un sistema de energía que depende en gran medida de las energías renovables dependientes del clima está chocando rápidamente contra los límites, problemas que eventualmente enfrentarán todos los países que intercambian combustibles convencionales por energía eólica y solar. ¿Qué sucede cuando el sol no brilla y el viento no sopla durante horas o incluso días seguidos? ¿Y qué hay de los días cortos, oscuros y fríos de pleno invierno cuando las energías renovables demandan la energía de Alemania?

Y no solo la escasez es problemática, sino también los excedentes: los días de tormenta pueden ser tan ventosos que la energía que fluye de los parques eólicos en tierra y en el mar abruma la red eléctrica, provocando incluso su colapso. Estos tsunamis de electricidad pueden amenazar la estabilidad de los sistemas energéticos de los países vecinos, un ladrillo que ejercen los polacos y los checos. Además, cuando hay un exceso de energía en la red, los precios pueden volverse negativos, lo que obliga a los operadores de la red a pagar a los clientes para que tomen la electricidad.

La transición de un sistema de energía convencional con producción 24 horas al día, 7 días a la semana, a uno basado en energías renovables intermitentes, implica algo más que cambiar un conjunto de fuentes de energía por otro; exige repensar y reestructurar todo el sistema energético.

Georg Stamatelopoulos, un experto en energía de la empresa de servicios públicos EnBW, resume el enigma: “Las energías renovables ahora cubren alrededor de la mitad de la demanda, y todavía hay suficiente energía disponible en el sistema y aún existe la posibilidad de obtener electricidad de nuestros vecinos. Sin embargo, lo que es seguro es que una mayor expansión de las energías renovables aumentará la volatilidad del sistema. Es por eso que siempre necesitaremos un servicio disponible, es decir, un servicio que esté disponible para nosotros cuando tengamos la necesidad correspondiente”.

Los apagones de energía son la pesadilla sobre la que los industriales y el sector energético convencional han advertido durante mucho tiempo en tonos ominosos. Demasiada o muy poca energía en la red puede provocar escasez de energía, haciendo que regiones enteras se oscurezcan y las líneas de montaje se detengan. Pero hasta ahora, en la Alemania altamente industrializada, los apagones no han ocurrido —todavía—. No ha habido apagones en todo el país durante años, y el año pasado, el alemán promedio experimentó solo 12 minutos de interrupción: el más bajo de Europa e infinitesimal en comparación con el promedio de 4,7 horas de los ciudadanos estadounidenses en 2019.

Sin embargo, la hazaña de los alemanes fue posible solo porque el país acaba de agregar capacidad de energía limpia al suministro durante las últimas dos décadas, inversión alentada a través de precios que hacen que su energía sea una de las más costosas de Europa. Al mismo tiempo, el país mantuvo gran parte de su generación de combustibles fósiles y un puñado de plantas nucleares. El excedente de energía se exporta, con una ganancia considerable para los servicios públicos que poseen plantas de carbón.

Sin embargo, todo este cálculo está cambiando drásticamente, a medida que Alemania avanza para cerrar sus plantas de carbón (la última del país cerrará, a más tardar, en 2038) y las centrales nucleares (que se desconectarán de la red en 2022). El 1 de enero, 11 plantas de carbón, nueve en Renania del Norte-Westfalia y dos cerca de Hamburgo, se apagaron, y pronto seguirán otras. De las seis centrales nucleares restantes, tres terminarán a finales de año y las últimas tres un año después.

Además, aunque las opciones de almacenamiento de energía de los servicios públicos, como las baterías, están mejorando rápidamente, las baterías aún no tienen la capacidad de almacenar suficiente energía limpia para que Alemania aguante incluso un par de horas sin fósiles, y mucho menos días. Otro factor: incluso si la eficiencia energética mejora drásticamente, a través del aislamiento masivo de edificios y la modernización de sus sistemas de energía, por ejemplo, Alemania seguirá necesitando en el futuro más energía de la que usa hoy para sus flotas de automóviles y camiones eléctricos, para uso público. transporte, calefacción electrificada y producción de hidrógeno y combustibles electrónicos que harán volar aviones y producirán cemento.

Esta caída es pronunciada y rápida, y arroja al sistema energético de Alemania a un territorio desconocido, donde los intereses de los proveedores de energía, ambientalistas, políticos y operadores de la red chocan ferozmente. Hay más de una forma de equilibrar la red y tendrá amplias implicaciones para la marcha de Alemania hacia la neutralidad de carbono.

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El sector del gas alemán y la mayor parte de la industria alemana subrayan que la generación de electricidad a gas flexible es el socio perfecto para las energías renovables fluctuantes. De hecho, las centrales eléctricas de gas más modernas emiten significativamente menos carbono que el carbón y el petróleo. (Los informes condenatorios sobre las emisiones de gas metano, otro gas de efecto invernadero, han empañado su marca, pero no lo suficiente como para descalificarlo). El lobby del gas y muchos expertos quieren que se construyan más plantas a gas de última generación, que dicen que funcionarán. hasta 2050 y más allá. Las empresas de gas, que ahora anuncian su producto como “energía verde”, naturalmente están todos a favor de reemplazar la energía nuclear, el carbón y el petróleo con su producto lo más rápido posible. La electricidad a gas, argumentan, también será esencial para producir hidrógeno, que impulsará a los vehículos con celdas de combustible y producirá combustibles sintéticos, además de almacenar electricidad.

Los economistas, sin embargo, señalan que a medida que un mayor precio del carbono impulse el recargo del dióxido de carbono a nuevos máximos, el gas natural se saldrá del mercado. "El gas parece la respuesta más fácil", dijo Toby Couture, director de E3 Analytics, una consultora independiente de energía renovable en Berlín. “Pero en un futuro cercano, es cada vez más probable que el precio del gas sea más caro. La pregunta es: ¿Pueden otras tecnologías y enfoques equilibrarse de forma más económica? Y la respuesta es sí".

Expertos como Couture dicen que la gestión de la demanda tiene un potencial enorme, hasta ahora en su mayoría sin explotar. A través de incentivos de precios, las cantidades masivas de demanda de energía se pueden cambiar, por ejemplo, de los picos diurnos a las horas nocturnas cuando la demanda es casi nula. La Agencia Alemana de Energía, financiada por el estado, sostiene que la gestión de la demanda de electricidad se puede lograr mediante “el apagado y encendido selectivos de las cargas según las señales del mercado. Esto se puede hacer ... en molinos, hornos o bombas”.

“En resumen”, dijo Couture, “lo que tenemos que hacer es darle la vuelta al paradigma anterior utilizado para construir plantas de energía para satisfacer la demanda. Ahora necesitamos moldear intencionalmente nuestra demanda de electricidad para que se adapte mejor a nuestro suministro: variable, renovable y abundante”.

El almacenamiento es la opción más obvia. Las baterías del tamaño de los servicios públicos pueden devolver en la oscuridad el excedente que recolectan durante el día y acumularse en días súper ventosos para que los aumentos repentinos no colapsen el sistema ni les cuesten a los operadores de la red. Otros medios de almacenamiento que no son baterías, como el hidrógeno, el agua de mar y el aluminio , están actualmente lo suficientemente avanzados como para funcionar. “Incluso cuando el exceso de electrones no es suficiente para bloquear el sistema, tienen que ir a alguna parte. Ahora, absurdamente, las centrales eléctricas están cerradas o se paga a otros países para quitar esta electricidad de las manos de Alemania ”, dijo Gretchen Bakke, autora de The Grid: The Fraying Wires Between Americans and Our Energy Future.

La tecnología de las baterías ha avanzado enormemente en los últimos años y ya contribuye a la fiabilidad a corto plazo de la red de Alemania. Sin embargo, California ha ido más allá: los desarrolladores de baterías de servicios públicos han rebajado los precios de las compañías de gas para proporcionar capacidad de respaldo al sistema energético del estado. Las autoridades de energía de California esperan que el almacenamiento, junto con una hábil gestión de la energía y las energías renovables, reemplace a las generaciones de gas natural y carbón en todo el oeste estadounidense.

Lo más importante, según los expertos en clima, es el despliegue rápido y amplio de las energías renovables, de cinco a diez veces más de lo que tiene Alemania ahora, incluida la energía geotérmica, bioenergética, hidroeléctrica y de olas / mareas, todas las cuales dependen menos del clima que la solar y la eólica. . Hasta entonces, incluso grupos ambientalistas como Friends of the Earth y Greenpeace reconocen que el gas natural será parte de la solución, aunque exclusivamente como capacidad de reserva que puede funcionar solo entre el 5 y el 10 por ciento del tiempo. “El gas será como un cuerpo de bomberos”, dijo el experto en redes Werner Neumann de Friends of the Earth. "Allí para cuando lo necesitemos y compensado en consecuencia".

El comercio transfronterizo de energía es otra forma de compensar los déficits. Los formuladores de políticas en la Unión Europea han esbozado visiones de una red de transmisión inteligente de larga distancia que se extendería desde el Círculo Polar Ártico hasta el Mar Mediterráneo, capaz de equilibrar sin problemas los déficits y los excedentes, eventualmente con energía 100 por ciento verde. Las redes transeuropeas de energía se conectarán a redes y plantas descentralizadas a pequeña escala, haciendo realidad el sueño de un mercado energético en toda la UE. Aunque el proyecto está en marcha y ya ayuda a transferir el poder entre Alemania y Dinamarca, así como Francia y el Reino Unido, no cubrirá toda Europa en el corto plazo.

FP