Escrito por A pesar de las críticas dirigidas a Australia Meridional por sus ambiciones de energía renovable, el estado pretende ser neutral en carbono para mediados de siglo, lo que significará pasar a electricidad 100% renovable en los próximos 15 a 20 años.
El mayor desafío será cumplir con las 2-3 horas de demanda máxima durante las noches, cuando la generación eólica es baja. Esto requerirá una combinación de diferentes tecnologías y estrategias, que incluyen energía solar, eólica, almacenamiento y posiblemente un nuevo interconector a Nueva Gales del Sur.
El problema es la naturaleza variable de algunas tecnologías de energía renovable: las turbinas eólicas solo generan electricidad cuando hay suficiente viento, los paneles solares cuando brilla el sol. Pero los picos de demanda coinciden en ocasiones con periodos de baja generación renovable, como ocurrió durante la ola de calor de hace unas semanas. Aunque existía suficiente capacidad generada a gas para cubrir el vacío, no estaba toda disponible en ese momento y se implementaron apagones breves y localizados.
Sin una preparación estratégica, estos eventos serán más difíciles de manejar en el futuro a medida que crezcan los parques eólicos y solares, especialmente si la interconexión entre SA y Victoria falla en un momento crítico.
Pero estas son algunas de las cosas que podemos hacer a corto plazo (los próximos 2 o 3 años) y mediano plazo (la próxima década) para crear un sistema confiable en el camino hacia la electricidad 100 % renovable.
El corto plazo
El punto clave es que los períodos desafiantes serán poco frecuentes y solo durarán unas pocas horas. Las centrales eléctricas de carbón o nucleares, que funcionan mejor cuando funcionan de forma continua a plena potencia, son demasiado inflexibles en su funcionamiento para compensar la demanda máxima. También serían demasiado caros, peligrosos y lentos de construir.
En el corto plazo, entonces, necesitamos instalar opciones que sean flexibles y despachables (es decir, capaces de generar cuando sea necesario). Las opciones incluyen turbinas de gas de ciclo abierto (OCGT), preferiblemente cada una con un almacenamiento de gas dedicado; energía termosolar concentrada con almacenamiento térmico (CST); y pilas. Con las políticas adecuadas, estas tecnologías podrían hacer contribuciones significativas al pico de suministro dentro de 2 a 3 años.
Actualmente se han propuesto 320 megavatios de capacidad OCGT para SA. Estos generadores tienen la ventaja de un bajo costo de capital y, dado que se operarían con poca frecuencia, un bajo costo anual de operación. Se pueden encender en frío en aproximadamente 10 minutos, en comparación con hasta un día para la energía del carbón. Los propietarios de OCGT serían compensados por mantener sus unidades en espera, listas para funcionar cuando las necesitemos. Los OCGT también son sostenibles cuando funcionan con combustibles renovables: biocombustibles, hidrógeno y amoníaco.
Ya hay varias propuestas para centrales eléctricas CST cerca de Port Augusta. Inicialmente se podrían instalar unos 100MW. Posteriormente, a medida que el mercado global de CST se expande y el costo disminuye, se podrían agregar más módulos. Para usar CST para los períodos de mayor demanda vespertina, tendríamos que pagar una tarifa de alimentación variable en el tiempo o un precio contratado que sea más alto para el suministro durante esos períodos.
Los precios de las baterías están cayendo rápidamente a medida que despega la producción en masa, por lo que también podrían hacer una contribución significativa a corto plazo. Junto con los paneles solares en los techos residenciales y comerciales, las baterías podrían ayudar a reducir la demanda general de la red. Los propietarios de energía solar residencial y comercial deben recibir incentivos para instalar baterías elevando los precios de la electricidad durante los picos de demanda, aumentando así los ahorros económicos del autoconsumo y el beneficio de inyectar cualquier exceso de energía generada.
Si bien deben construirse parques solares y eólicos adicionales, también deben equilibrarse con una generación de electricidad renovable flexible y gestionable. Para impulsar la implementación de CST y baterías grandes en ausencia del apoyo del gobierno federal, SA podría realizar subastas inversas, como lo hace Canberra.
Para compensar, al menos parcialmente, el aumento de los precios máximos de la electricidad y para ayudar a los usuarios de electricidad a reducir la demanda innecesaria, los gobiernos estatales y federales también deberían ampliar sus programas de eficiencia energética.
el mediano plazo
A nivel mundial, nos encontramos al comienzo de una transición hacia las redes «inteligentes», en las que tanto el cliente como la empresa de servicios públicos pueden modificar la demanda de electricidad casi instantáneamente. Para que la empresa de servicios públicos haga esto, se necesita un contrato para recompensar a los clientes por ser «descargados» ocasional y parcialmente (es decir, tener el aire acondicionado, el refrigerador o el agua caliente apagados por un período corto de tiempo). Actualmente, solo algunos grandes consumidores de electricidad, como las fundiciones de aluminio, están sujetos a descarga.
Para que esto se amplíe a clientes residenciales y comerciales más pequeños, necesitamos algún tipo de interruptor «inteligente». Estos se operarían de forma remota, cortando el suministro de electrodomésticos que consumen mucha electricidad. Si bien ya existen tecnologías para la reducción inteligente de la demanda, podría llevar de 5 a 10 años producirlas en masa e implementarlas a gran escala.
La forma más barata de almacenamiento de electricidad para la red es la hidroeléctrica de bombeo. Aquí es donde el exceso de electricidad generado durante los períodos de menor actividad, por ejemplo, por la energía eólica y solar a la mitad del día, se utiliza para bombear agua de un depósito bajo a uno alto. Durante los períodos pico, el agua se libera del depósito superior y fluye a través de una turbina, generando electricidad.
El almacenamiento por bombeo está bien establecido e incluso se puede encontrar en el río Tumut como parte del esquema hidroeléctrico Snowy Mountains. Aunque SA tiene un potencial insignificante para la hidroelectricidad basada en los ríos, parece tener un potencial considerable para bombear agua de mar hacia muchos embalses pequeños en las colinas costeras. Un grupo de investigación, dirigido por Andrew Blakers en ANU y financiado por ARENA, está investigando esto.
Otra opción es construir una nueva línea de transmisión para unir SA directamente al este de Nueva Gales del Sur a través de Broken Hill. Aunque tal línea podría tardar una década en planificarse y construirse, y sería costosa, haría que la red del Mercado Nacional de Electricidad fuera más resistente y controlable, y conectaría la generación de energía renovable en el sur de Australia (eólica y posiblemente geotérmica en el futuro) y el oeste NSW (solar y eólica) con centros de demanda en el este. Dado que sería una valiosa infraestructura nacional, el costo podría ser compartido entre los gobiernos federal y estatal.
Un futuro 100% renovable
Durante los próximos 20 años, es completamente factible que SA apunte a una electricidad 100% renovable continua. Los requisitos importantes para la confiabilidad y la estabilidad son un conjunto diverso de fuentes de energía renovable, especialmente una combinación equilibrada entre tecnologías de distribución variable y flexible, almacenamiento, dispersión geográfica de parques eólicos y solares, gestión inteligente de la demanda, eficiencia energética y posiblemente un nuevo interconector que se una a Sudáfrica y Nueva Gales del Sur.
Además, CST, OCGT, baterías con inversores adecuados y condensadores síncronos pueden contribuir a una SA estable y 100 % renovable.
Como impulsor de la inversión a largo plazo, un precio nacional del carbono que aumente constantemente hasta un nivel alto compensaría los costos ambientales de la quema de combustibles fósiles. Además, el objetivo de energía renovable (RET) debe extenderse de 2020 a 2030 y aumentar su escala. También deberíamos crear objetivos separados para CST con almacenamiento térmico y almacenamiento a gran escala. Finalmente, habrá que cambiar el Objetivo NEM y varias de sus reglas.
Sin embargo, incluso sin controladores nacionales, SA podría transformar su red en una que sea renovable, confiable y asequible, mostrando en el proceso a otros estados cómo se puede hacer.
