Un estudio en China ratifica la CSP en los mercados de alta energía eólica y solar
La CSP puede ser económicamente viable sin subsidios en mercados con más del 50 % de penetración de energía renovable variable y la necesidad de restringir la eólica presenta una buena oportunidad, según un estudio realizado por investigadores chinos y estadounidenses.
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Los promotores predicen que el aumento de la capacidad eólica y solar brindará nuevas oportunidades para que la CSP permita una generación de energía flexible y un suministro nocturno.
La capacidad eólica y solar se ha disparado debido a la disminución de los costes de la tecnología, pero, cuanto mayor es la penetración, menores son los beneficios incrementales para la red eléctrica. Al mismo tiempo, los países occidentales y otros como China están reduciendo su capacidad de generación mediante combustibles fósiles, que normalmente se tenía por una fuente fiable de energía flexible.
Diversos investigadores de la Universidad de Tsinghua en China y del Laboratorio Nacional de Energía Renovable de Estados Unidos (NREL, por sus siglas en inglés) han analizado recientemente el valor económico de la construcción de centrales de CSP en mercados con alta penetración de energía renovable variable (ERV).
Liderados por China, los científicos compararon los beneficios económicos de agregar capacidad de CSP con los de sumar más capacidad eólica y fotovoltaica.
El estudio concluyó que la CSP puede ser económicamente viable sin necesidad de incentivos cuando las ERV están al 50 % y la economía mejora aún más a medida que las ERV aumentan por encima de este nivel.
Cuota de generación de VRE por país
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Fuente: Agencia Internacional de la Energía, octubre de 2017.
Aunque los costes de la tecnología CSP son superiores que los de la energía eólica y fotovoltaica, la CSP con almacenamiento proporciona un valor superior a la red, ya que permite responder a las fluctuaciones y las restricciones del suministro, según aseguró Ning Zang, profesor asociado del departamento de ingeniería eléctrica de la Universidad de Tsinghua, a New Energy Update.
"Cuando hay una alta penetración de la energía fotovoltaica y eólica y una fuerte restricción (en la generación eléctrica), la instalación de CSP resulta más económica", dijo Zang.
Estos resultados llegan en el momento en que los desarrolladores de CSP buscan nuevos diseños de alta temperatura con los que reducir el coste del almacenamiento. Los promotores de Europa y EE.UU. prevén que la caída de los costes y el aumento del ERV podrían contribuir a fomentar el desarrollo de nuevos proyectos de CSP en los próximos años.
Sinergia con la energía eólica
China es en la actualidad el mayor mercado de CSP y está construyendo 1,4 GW de nueva capacidad de CSP en virtud de un programa piloto de demostración comercial cuyo objetivo es la reducción de costes en todo el sector. La rápida expansión de la capacidad fotovoltaica y eólica y de las cadenas de suministro nacionales en China ha tenido un impacto notable en los precios mundiales de las energías renovables y los diversos grupos chinos de CSP se centran ahora en la eficiencia de la cadena de suministro y tratan de forjar vínculos con los promotores internacionales.
El estudio realizado por la Universidad de Tsinghua junto con el NREL analizó el beneficio global normalizado de sustituir entre el 5 % y el 20 % de las ERV por CSP en las provincias chinas de Gansu y Qinghai. El "beneficio global" se definió como la suma del beneficio energético y el beneficio de la flexibilidad. Los investigadores simularon los costes de generación del sistema eléctrico a lo largo de todo un año.
En el modelo de Gansu, hay 20 GW de energía eólica y 7 GW de energía fotovoltaica instalados, lo que representa el 104 % de la demanda de carga máxima. Por tanto, Gansu dispone de un sistema de energía relativamente poco flexible, que emplea la importante capacidad eólica y térmica existente. Por el contrario, Qinghai goza de una considerable capacidad hidroeléctrica y su modelo integra 3 GW de energía eólica nueva y 10 GW de energía fotovoltaica, lo que representa el 82 % de la demanda máxima.
El estudio concluyó que los beneficios de sumar capacidad de CSP eran mayores en la provincia de Gansu. Los investigadores estimaron el beneficio global normalizado de la CSP en Gansu en 238-300 $/MWh y el beneficio en Qinghai en 177-191 $/MWh.
Uno de los principales motores de que el valor de la CSP sea superior en Gansu es la necesidad de reducir la eólica, dijo Zang. Hay menos sinergias entre la CSP y la fotovoltaica en términos de valor de la flexibilidad, ya que su fuente de energía está muy estrechamente relacionada, señaló.
Cuota de la energía eólica en la generación de energía de los EE.UU. en 2017
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Fuente: Asociación Americana de Energía Eólica (AWEA)
Almacenamiento más prolongado
El estudio reveló que las centrales de CSP con una capacidad de almacenamiento superior a las 10 horas proporcionarían un valor de flexibilidad superior, ya que podrían compensar las fluctuaciones de la energía eólica y solar en períodos de tiempo más prolongados. Además, la CSP con almacenamiento es más competitiva que la fotovoltaica con almacenamiento en baterías para periodos de almacenamiento prolongados.
Análisis coste-beneficio de diferentes capacidades de almacenamiento de CSP
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Fuente: “Justificación económica de la energía solar de concentración en redes eléctricas con alta penetración de energías renovables”. Universidad de Tsinghua, NREL (2018).
Muchos de los últimos proyectos internacionales de CSP han incorporado a sus sistemas grandes capacidades de almacenamiento que maximizan los factores de planta a la vez que satisfacen una necesidad específica del mercado.
El gigantesco proyecto de 700 MW DEWA CSP de ACWA Power en Dubái albergará hasta 15 horas de capacidad de almacenamiento, mientras que la central CSP Cerro Dominador de 110 MW de Acciona en Chile integra 17,5 horas de almacenamiento. La central Cerro Dominador se unirá a otra central fotovoltaica de 100 MW en funcionamiento con objeto de formar un complejo solar híbrido de 210 MW.
Los resultados del estudio dirigido por China pueden “servir de referencia para la planificación del desarrollo y una configuración razonable de la CSP", afirma el estudio en su conclusión.
"Las centrales de CSP pueden desempeñar un papel importante para que los sistemas eléctricos logren los objetivos de prevalencia de energías renovables y de coste mínimo", señala el informe.
Por Beatrice Bedeschi
Traducido por Vicente Abella