Un Oscuro abatimiento se refiere a la aparición simultánea de Oscuridad y Calmalo que reduce drásticamente la generación de electricidad a partir de energía eólica y solar. Esta situación meteorológica suele darse en invierno y puede durar varios días. Cada dos años, por término medio, se producen fases aún más largas sin viento ni radiación solar significativos. En Alemania, la generación de electricidad a partir de energía eólica y solar puede descender a menos del dos por ciento el capacidad total instalada gota.
No existe una definición normalizada de la depresión oscura
A pesar del uso generalizado del término en el debate energético, existen No existe una definición normalizada en lo que respecta a la duración y el alcance de un dark doldrums. Si se incluyen dos días de niebla sin viento, la probabilidad de dark doldrums es de dos veces al año según el Servicio Meteorológico alemán. Si se utilizan otros valores, se espera un periodo de ocho días de media cada diez años en Alemania en el que se disponga de menos de 10 % de la capacidad instalada.
Frío y oscuridad en los meses de invierno
Esto resulta especialmente difícil en el caso de los llamados frío y oscuroen las que, además de oscuridad y calma, las bajas temperaturas aumentan la demanda de electricidad. Según la Agencia Federal de Medio Ambiente, estas fases se producen con especial frecuencia a finales de enero o principios de febrero. Los periodos prolongados de oscuridad representan importantes periodos de estrés para los sistemas de electricidad renovable, ya que repercuten directamente en la seguridad del suministro eléctrico.
Los riesgos de la oscuridad
Los apagones suponen una carga considerable para la red eléctrica, sobre todo en un sistema que depende en gran medida de energías renovables o volátiles. Cuando las centrales eólicas y solares sólo suministran una cantidad mínima de energía, las centrales convencionales tienen que intervenir para cubrir el Estabilidad de la red para garantizar la estabilidad de la red. Este desequilibrio entre oferta y demanda de energía dificulta la regulación de la frecuencia y puede poner en peligro la estabilidad de toda la red eléctrica. La reducción de la carga de la red de transporte durante un periodo de oscuridad también exige invertir en capacidad redundante procedente de fuentes de energía convencionales, lo que aumenta los costes generales de explotación.
Evitar las emisiones de CO₂
Por tanto, las fases de oscuridad no sólo plantean retos técnicos, sino también económicos y medioambientales importantes. Como las fuentes de energía renovables no pueden aprovechar plenamente su potencial durante estas fases, aumenta la dependencia de las fuentes de energía renovables. combustibles fósileslo que a su vez aumenta las emisiones de CO₂ del sector energético. Esto va en contra de los objetivos de la transición energética y del Acuerdo de París. Además, los mayores costes de producción del gas natural y el carbón pueden repercutir negativamente en los precios de la energía. Para compensar las emisiones de CO₂, serán necesarias medidas caras y de alto consumo energético, como la captura de CO₂, lo que aumentará aún más los costes globales del suministro energético.
Estos riesgos y desafíos ponen de manifiesto la necesidad de una planificación estratégica y el desarrollo de instalaciones de almacenamiento a largo plazo o el uso de gases sintéticos neutros desde el punto de vista climático para garantizar la seguridad del suministro incluso en tiempos de oscuridad y, al mismo tiempo, minimizar el impacto medioambiental.
Soluciones y estrategias
En Ampliación de la red eléctrica es una estrategia fundamental para superar los retos de la oscuridad. La conexión en red a gran escala de generadores de electricidad renovable a través de las fronteras meteorológicas y nacionales garantiza una transmisión de electricidad eficiente y equilibrada. La transmisión de corriente continua de alta tensión (HVDC) es especialmente adecuada, ya que tiene pérdidas de transmisión significativamente menores en comparación con las líneas convencionales de corriente alterna. Esto permite intercambiar electricidad a grandes distancias sin pérdidas significativas de energía e igualar así las diferencias regionales en la generación de energía.
Aumentar la capacidad de almacenamiento
En Aumentar el Capacidad de almacenamiento es otra medida importante. Los sistemas de almacenamiento a corto y largo plazo desempeñan un papel fundamental, ya que almacenan el excedente de energía durante los periodos de alta generación y lo liberan cuando es necesario. Almacenamiento de baterías a gran escala por ejemplo, son excelentes para absorber picos de carga a corto plazo. Centrales de acumulación por bombeo son actualmente los mayores sistemas de almacenamiento de energía disponibles y pueden compensar con especial rapidez los momentos de oscuridad. Además, la tecnología de Plantas de conversión de electricidad en gas (P2G) cada vez más relevante, ya que permite almacenar el excedente de energía en forma de hidrógeno, que puede utilizarse a largo plazo y contribuye a la descarbonización.
Centrales de reserva de CO₂ neutro contra la oscuridad
Centrales eléctricas de reserva o centrales eléctricas de carga punta son esenciales para garantizar la seguridad del suministro en momentos de extrema oscuridad. En la actualidad, las centrales convencionales de gas y, en algunos casos, las de carbón siguen siendo adecuadas para ello por su flexibilidad y rápida disponibilidad. Sin embargo, esto aumenta las emisiones de CO₂. El uso de centrales hidroeléctricas, geotérmicas, termosolares y de biomasa tiene más sentido en este caso. Además, pueden aumentar y disminuir su potencia rápidamente para reaccionar ante fluctuaciones repentinas.
Gestión intersectorial
En Acoplamiento sectorial es una solución avanzada que combina diferentes sectores energéticos como la electricidad, el calor y la movilidad. Al coordinar e integrar los distintos sectores energéticos, se consigue una utilización más eficiente de los recursos renovables. En tiempos de vacas flacas, por ejemplo, la energía sobrante de un sector puede utilizarse en otro para satisfacer la demanda. Esto ayuda a estabilizar el sistema global y reduce la dependencia de los combustibles fósiles.
Estas estrategias demuestran que una combinación de innovación tecnológica y control inteligente de la red puede superar eficazmente los retos del dark doldrums para garantizar un suministro energético fiable y sostenible.
Perspectivas e innovaciones para superar el bache
Inversiones en Investigación y desarrollo La industria energética desempeña un papel clave en el impulso de tecnologías innovadoras que puedan minimizar los efectos de la oscuridad. Esto no sólo incluye la mejora de los modelos de previsión meteorológica y de rendimiento y las infraestructuras de redes inteligentes. Científicos e ingenieros trabajan a toda máquina en nuevas tecnologías y conceptos. Hay constantes avances en la tecnología de almacenamiento y en la eficiencia de las centrales solares y eólicas. Aunque nada de esto puede desarrollarse o realizarse ad hoc, la diversidad y el rendimiento de las soluciones alternativas crecerán a medida que continúe la expansión de las energías renovables.
Flexibilización de la demanda
Una hábil combinación de diferentes medidas puede hacer superfluo en el futuro el uso de fuentes de energía convencionales para hacer frente a los oscuros baches. Un paso decisivo para ello es la ampliación consecuente de todas las opciones de flexibilidad de la red eléctrica. Además, la Flexibilización La demanda de electricidad puede cubrirse, por ejemplo, adaptando los procesos de carga de los coches eléctricos o el funcionamiento de las bombas de calor a la fluctuación de la alimentación. Tarifas eléctricas variablesque se basan en el calendario de generación y consumo de energía, tienen un efecto controlador.
Embalses y pequeñas centrales hidroeléctricas descentralizadas
Energía hidroeléctricacomo la mayor fuente de energía renovable del mundo, podría resolver un problema importante de la transición energética, ya que, a diferencia de la solar y la eólica, está disponible las 24 horas del día. Sin embargo, el futuro de la energía hidroeléctrica no se ve en los grandes embalses, sino en las pequeñas centrales, que pueden ser centrales tradicionales de pasada o centrales de corriente. Estas pequeñas centrales hidroeléctricas no interfieren con el biotopo fluvial y no alteran la calidad del agua, lo que las convierte en una alternativa respetuosa con el medio ambiente. Hay que centrarse en la ampliación de las pequeñas centrales descentralizadas de pasada y las centrales de pasada, pero la modernización de las centrales antiguas también ofrece un gran potencial.
Generación de energía in situ
En Suministro descentralizado de energíaApoyada por inversiones en sistemas energéticos en red por parte de particulares, servicios públicos municipales o empresas manufactureras, podría contribuir a estabilizar el sistema. En lugar de invertir en enormes sistemas de transmisión, se incentivarían las inversiones en producción local de electricidad. Los grandes proveedores de electricidad podrían a su vez comprar electricidad a estos pequeños productores. De este modo, las cerca de 15.000 centrales ecológicas que pronto dejarán de estar subvencionadas por la EEG podrían seguir funcionando.
El hidrógeno como reserva contra la oscuridad
A largo plazo, la solución podría ser una Economía del hidrógeno mentira. Si se optimizan, la producción de las centrales eléctricas de fuentes de energía renovables podría incluso mantenerse más baja de lo que algunos piensan. La electrólisis en caso de exceso de potencia en la red y las pilas de combustible para la reconversión en electricidad podrían proporcionar el equilibrio durante todo el año. Además, la generación combinada de calor y electricidad debería utilizarse definitivamente para evitar el despilfarro de energía. Con una economía del hidrógeno, tendríamos energía almacenada para meses sólo en los gasoductos, lo que también podría facilitar la prevención de un apagón.
Conclusión: se puede superar un oscuro bache
En resumen, la lucha contra la crisis pone de manifiesto la necesidad de una cooperación de largo alcance, soluciones innovadoras y un enfoque multifocal en el ámbito de las energías renovables. Las estrategias y soluciones presentadas, desde la mejora de las tecnologías de almacenamiento hasta el fomento del acoplamiento sectorial, ofrecen vías prometedoras para superar los retos. Todo ello pone de relieve la importancia de la investigación en curso y de la aplicación urgente de medidas eficaces para reforzar la capacidad de resistencia frente a los oscuros doldrums.
Las perspectivas de futuro en el uso de las energías renovables exigen una adaptación constante de las infraestructuras y los sistemas de gestión de la energía para garantizar la seguridad del suministro y acelerar la transición hacia un abastecimiento energético sostenible. El mayor desarrollo y uso de nuevas tecnologías junto con una política energética inteligente son fundamentales para alcanzar los objetivos a largo plazo de la transición energética y dar una respuesta responsable a los retos climáticos mundiales.