La expansión de la energía renovable ha sido ampliamente criticada por el aumento de las fluctuaciones dependientes del clima en la generación de electricidad europea. Un nuevo estudio muestra que esto se debe menos a la variabilidad del clima que a la falta de consideración de las condiciones climáticas a gran escala en todo el país.continente entero: muchos países europeos están siguiendo unilateralmente estrategias nacionales para expandir las capacidades de energía eólica sin mirar más allá de su propio patio trasero.
Sin embargo, sería mejor que los países individuales trabajen juntos y promuevan la expansión de la capacidad eólica en otras regiones europeas que actualmente utilizan muy poco la energía eólica. Equilibrar la capacidad en todo el continente minimizaría efectivamente las fluctuaciones extremas causadaspor las variadas condiciones climáticas que actualmente afectan la velocidad del viento. Esta es la conclusión a la que llegó un grupo de investigadores de clima y energía del ETH Zürich y el Imperial College London en un nuevo estudio, que acaba de ser publicado en la revista Cambio climático de la naturaleza .
Combinando datos climáticos y capacidades de producción
Los investigadores llevaron a cabo su estudio combinando datos de toda Europa sobre las condiciones climáticas a gran escala de los últimos 30 años con datos de producción de electricidad eólica y solar. Esto hizo uso de la plataforma Renewables.ninja desarrollada en ETH Zürich para simular la producción deLos parques eólicos y solares de Europa basados en datos climáticos históricos. Esta herramienta de simulación abierta está disponible para que cualquiera la use en todo el mundo, como parte del esfuerzo por mejorar la transparencia y la apertura de la ciencia.
Los investigadores utilizaron estos datos para modelar cómo la energía eólica se relaciona con siete "regímenes climáticos" prevalecientes en Europa y cómo cambiará con la mayor expansión de la capacidad de energía eólica. Estos regímenes climáticos explican por qué la generación de electricidad eólica europea sufre fluctuaciones duraderasvarios dias.
Algunos regímenes se caracterizan por la llegada de ciclones desde el Atlántico que traen vientos fuertes a Europa occidental, pero estos se acompañan de condiciones de calma concurrentes en el este. Otros regímenes ven un clima más tranquilo desde el Atlántico. Pero al mismo tiempo, la velocidad del viento es constanteaumento en el sur de Europa y el norte de Escandinavia.
"Casi no hay una situación climática en la que no haya viento en todo el continente y, por lo tanto, toda Europa carecería de potencial de energía eólica", explica Christian Grams, autor principal del estudio del Instituto de Ciencias Atmosféricas y Climáticas de ETH Zurich.
Sin embargo, los parques eólicos de hoy en día se distribuyen de manera irregular en Europa, principalmente en países que bordean el Mar del Norte. Esto genera una generación de electricidad eólica desigual, ya que la mayor parte de la capacidad se instala en países vecinos con condiciones climáticas similares. Esto significa que si se mantieneEl sistema de presión causa una pausa durante unos días o incluso semanas sobre el Mar del Norte, como sucedió en el invierno de 2016/17, la generación de electricidad eólica en toda Europa cae drásticamente.
La cooperación compensaría las fluctuaciones
El problema para el sistema de energía de Europa será exacerbado por los países que siguen sus propias estrategias nacionales para expandir la energía eólica, lo que concentrará aún más la capacidad en la región del Mar del Norte. Esto conducirá a fluctuaciones aún más extremas: la diferencia entre alta producción en condiciones favorableslas condiciones del viento y la baja producción durante una pausa podrían ser de hasta 100 gigavatios, aproximadamente la misma capacidad que 100 plantas de energía nuclear, y tendrían que estar disponibles o retenidas en el transcurso de unos pocos días.
Si los países europeos cooperaran y establecieran parques eólicos futuros basados en la comprensión de los regímenes climáticos a escala continental, las fluctuaciones en la energía eólica futura podrían estabilizarse al nivel actual de alrededor de 20 gigavatios. Los Balcanes, Grecia, el Mediterráneo occidentaly el norte de Escandinavia son sitios potenciales.
Todos estos lugares tendrían suficiente viento si, por ejemplo, la alta presión llevara a una pausa en el Mar del Norte. Del mismo modo, si un área estable de alta presión desacelerara la producción de viento en el Mediterráneo, los parques eólicos alrededor del Mar del Norte produciríansuficiente electricidad. "Es por eso que la capacidad eólica en países como Grecia o Bulgaria podría actuar como un valioso contrapeso a los parques eólicos actuales de Europa. Sin embargo, esto requeriría un cambio de paradigma en las estrategias de planificación de los países con potencial de energía eólica", enfatiza-autor Iain Staffell del Imperial College de Londres.
Almacenamiento de electricidad no factible
Los autores dicen que sería difícil almacenar electricidad durante varios días para equilibrar estas fluctuaciones de varios días, con baterías o lagos de almacenamiento por bombeo en los Alpes, por ejemplo, ya que la cantidad necesaria de capacidad de almacenamiento no serádisponible en el futuro previsible. Las tecnologías de almacenamiento actuales son más adecuadas para compensar las fluctuaciones más cortas de unas pocas horas o días.
Además, una distribución geográfica más amplia de los parques eólicos también requiere la expansión de la red de transmisión. Sin embargo, un sistema paneuropeo de energía renovable aún podría proporcionar a Suiza la oportunidad de utilizar sus capacidades hidroeléctricas de manera más económica para compensar los cortosfluctuaciones a largo plazo.
Se necesita voluntad política y expansión de la red
El uso de energía solar para compensar las brechas durante varios días solo funcionaría a nivel regional en el mejor de los casos. Los investigadores dicen que para compensar las fluctuaciones en toda Europa, la capacidad de energía solar debería multiplicarse por diez.
"El sol a menudo brilla cuando está tranquilo", explica el coautor Stefan Pfenninger, del Instituto de Decisiones Ambientales de ETH Zürich, "pero en invierno, a menudo no hay suficiente luz solar en el centro y el norte de Europa para producir suficiente electricidad utilizandopaneles solares ". Por lo tanto, tendría poco sentido compensar las fluctuaciones en la energía eólica con una expansión masiva de la capacidad solar.
Los investigadores ahora esperan que los productores de energía y los operadores de redes, así como los gobiernos y los políticos, escuchen sobre estos nuevos hallazgos y coordinen mejor la planificación y expansión de la red en toda Europa.
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Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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