Un informe de Wärtsilä muestra que un área del tamaño de Europa deberá cubrirse con energía renovable para alcanzar un futuro de energía limpia, sin la integración de centrales eléctricas de equilibrio.

El modelo del sistema energético global de Wärtsilä, publicado en el informe Crossroads to net zero, compara dos vías desde el año 2025 hasta 2050 con el objetivo de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y limitar el calentamiento global, según los objetivos del Acuerdo de París.

En la primera vía, solo se añaden al mix energético las energías renovables, como la eólica y la solar, y el almacenamiento de energía. En la segunda vía, también se añaden al sistema tecnologías de generación de energía de balanceo, que pueden aumentarse rápidamente cuando sea necesario para respaldar las energías renovables intermitentes.

El modelo muestra que un sistema de potencia que incluye la potencia de equilibrio tiene ventajas significativas en lo que respecta a la reducción de costes y de CO₂. El modelo revela que esta vía generaría un ahorro acumulado de más de 69 billones de dólares para 2050 en comparación con una vía basada únicamente en energías renovables, debido a la menor necesidad de capacidad renovable. Esto supondría una media de más de 2,6 billones de dólares al año, lo que equivaldría a más del 2 % del PIB mundial de 2024.

El informe señala que la eficacia de las energías renovables puede maximizarse si se apoya en centrales eléctricas de equilibrio, que son clave para la expansión de las energías renovables.

Principales conclusiones

1. Reducción de costes: El estudio muestra que, en comparación con una vía basada únicamente en las energías renovables y el almacenamiento de energía, el despliegue de centrales eléctricas de balanceo reducirá el coste de los futuros sistemas energéticos hasta en un 42%, lo que equivale a más de 69 billones de dólares.

2. Reducción de emisiones: La adición de energía de balanceo puede reducir las emisiones totales acumuladas de CO₂ del sector eléctrico de aquí a 2050 en un 21% (19 Gt), en comparación con el camino 3 de las energías renovables y el almacenamiento.

3. Menos energía desperdiciada: El modelo muestra que el uso de la energía de balanceo permite una mayor optimización del sistema eléctrico, lo que resulta en un 88% menos de energía desperdiciada debido a la reducción de las energías renovables para 2050, en comparación con una vía de almacenamiento de energía renovable y únicamente. En total, se evitarían 458 000 TWh de recortes, suficientes para abastecer a todo el mundo con el consumo actual de electricidad durante más de 15 años

4. Se necesita menos capacidad renovable y suelo: Al agregar plantas de energía de balanceo, podemos reducir a la mitad la capacidad renovable y el terreno necesario para cumplir con nuestros objetivos de descarbonización.

Anders Lindberg, Presidente de Wärtsilä Energy y Vicepresidente Ejecutivo, afirma:

«Si bien tenemos más energía renovable en nuestras redes que nunca, no es suficiente por sí sola. Para lograr un futuro de energía limpia, nuestros modelos muestran que la flexibilidad es esencial”.

«Tenemos que actuar ahora para integrar los niveles y tipos adecuados de tecnologías de equilibrado en nuestros sistemas de energía. Esto significa eliminar rápidamente los activos inflexibles y hacer la transición a combustibles sostenibles. El equilibrio de las centrales eléctricas no solo es importante; son fundamentales para apoyar niveles más altos de energía renovable».

Llamados a la acción para el sector eléctrico

Las acciones decisivas de todo el sector eléctrico son cruciales para lograr una transición energética de bajo coste y bajas emisiones en línea con el Acuerdo de París de 2050. En lugar de centrarse únicamente en la aceleración de la acumulación de energías renovables, se debe contar con un pensamiento holístico a nivel de sistema a la hora de invertir y planificar los sistemas energéticos.

1. Permitir la expansión acelerada de las energías renovables y las tecnologías de balanceo para garantizar una electricidad asequible

Permitir una rápida expansión de las energías renovables mediante la mejora de los sistemas de transmisión, la racionalización de los procesos de permisos y las inversiones en interconectores regionales.

Expandir rápidamente las tecnologías de balanceo de corta y larga duración para garantizar la fiabilidad y la resiliencia de la red. Juntas, estas tecnologías respaldan el rápido crecimiento de las energías renovables, reducen la dependencia de activos inflexibles, como las plantas de carbón, y aceleran la reducción de emisiones.

Movilizar financiación para garantizar el desarrollo de proyectos de energía renovable y de equilibrio a la escala y velocidad necesarias.

2. Rediseñar los mercados eléctricos para incentivar la flexibilidad

Reformar las estructuras del mercado eléctrico para apoyar una mayor integración de las energías renovables variables. Debe incentivarse el equilibrio para proporcionar una flexibilidad esencial para optimizar los sistemas de energías renovables.

Aumente la granularidad de despacho a una resolución de 5 minutos en los mercados mayoristas de energía. Los plazos más cortos y precisos para los ajustes de precios y suministro apoyarán la integración variable de las energías renovables e incentivarán las centrales eléctricas de equilibrio flexibles que puedan responder rápidamente a los cambios en la demanda de electricidad.

Introducir nuevos servicios auxiliares para garantizar la estabilidad de la red. La necesidad de servicios auxiliares aumenta con una mayor penetración de las energías renovables, y el suministro puede combinarse con las necesidades energéticas y de equilibrio y proporcionarse mediante tecnologías de equilibrio.

Establecer modelos de ingresos financiables para las centrales eléctricas de equilibrio con pocas horas de funcionamiento, incluidos mecanismos como los pagos por capacidad vinculados a la flexibilidad y los precios de escasez.

3. Elegir las tecnologías adecuadas a prueba de futuro y prepararse para los combustibles sostenibles
Seleccionar tecnologías de equilibrado que estén preparadas para el futuro y listas para la introducción de combustibles sostenibles para descarbonizar completamente el sector energético a partir de mediados de la década de 2030.

Apoyar el rápido aumento de las energías renovables y permitir la eliminación gradual de las tecnologías heredadas, mediante el uso del gas natural como combustible de transición para centrales eléctricas de balanceo flexible. Tender un puente entre la transición y el equilibrio del gas puede reducir más del 75% de las emisiones anuales de CO2 del sector eléctrico para 2035 (en comparación con el nivel de 2023).

Prepararse para la introducción de combustibles sostenibles mediante la creación de la experiencia y la infraestructura necesarias para garantizar una transición fluida hacia un sector energético totalmente descarbonizado en el futuro. La competitividad o la paridad de costos de los combustibles sostenibles requerirán medidas de política, que podrían adoptar la forma de subvenciones, regulaciones, impuestos sobre el carbono o una combinación de ellas.

A los editores:

Elección contrastante de vías de cero emisiones netas: En este estudio, definimos dos vías contrastantes entre el período 2025-2050 para lograr sistemas de energía con cero emisiones netas, con el objetivo final de comprender mejor las opciones y enfoques para una descarbonización viable.

Vía 1: Energías renovables y almacenamiento

En la vía de las energías renovables y el almacenamiento, la expansión del sector eléctrico se basa exclusivamente en la energía renovable variable (ERV) y los sistemas de almacenamiento de energía (ESS). Las centrales eléctricas existentes se desmantelarán gradualmente para 2040, pero se les permitirá operar dentro de los límites de emisiones hasta su retirada. Durante el horizonte de modelización no se introducirá nueva capacidad de generación de energía, excepto las energías renovables y los sistemas de almacenamiento de energía.

Camino 2: Balanceo

En el camino Balanceo, la expansión también está liderada por la energía renovable y los sistemas de almacenamiento de energía, pero con la adición de plantas de energía equilibradas que proporcionan flexibilidad adicional y mejoran el rendimiento del sistema. Estos están habilitados para combustibles sostenibles que se espera que estén más disponibles en la década de 2030. Las centrales eléctricas inflexibles existentes se reemplazan gradualmente con nueva capacidad al retirarse. Las adiciones de capacidad para plantas nucleares, de biocombustibles y de carbón y gas con captura y almacenamiento de carbono (CAC) siguen proyecciones conservadoras de fuentes disponibles públicamente, como la Agencia Internacional de Energía (AIE) y el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA).

Metodología:

Los análisis del informe Crossroads to net zero se basan en la optimización tecno económica para determinar la combinación de capacidad de menor coste necesaria para satisfacer la demanda futura de electricidad, al tiempo que se respetan los límites de emisiones y otras restricciones políticas. Las centrales eléctricas convencionales se incluyen con sus especificaciones técnicas y fuentes de combustible para modelar con precisión sus emisiones y su papel en el equilibrio de la generación renovable variable. La generación eólica y solar se modela utilizando perfiles horarios basados en datos meteorológicos.

Esta optimización detallada utiliza un enfoque cronológico, equilibrando la variabilidad de la generación renovable y la carga hora a hora de 2023 a 2050. El modelo co-optimiza la expansión del sistema con el despacho, utilizando una resolución de una hora para capturar la carga y los patrones de generación renovable con gran detalle.

El sistema de energía global se agrega en un solo modelo, alineando varios perfiles de energía regionales para preservar los patrones diarios, como los picos de demanda y la regularidad de la producción solar. Este enfoque agregado evita discrepancias de zona horaria que podrían distorsionar los perfiles de demanda y generación.
Wärtsilä Energy en resumen

Wärtsilä Energy está a la vanguardia de la transición hacia un futuro de energía 100% renovable. Ayudamos a nuestros clientes y al sector energético a acelerar sus procesos de descarbonización a través de nuestras tecnologías líderes en el mercado y nuestra experiencia en sistemas energéticos. Nuestras soluciones incluyen plantas de potencia de motor flexibles, tecnología de almacenamiento y optimización de energía, y servicios para todo el ciclo de vida de nuestras instalaciones. Nuestros motores están preparados para el futuro y pueden funcionar con combustibles sostenibles. Nuestra trayectoria comprende 79 GW de capacidad de centrales eléctricas, de los cuales 18 GW están bajo acuerdos de servicio, y más de 125 sistemas de almacenamiento de energía, en 180 países de todo el mundo. www.wartsila.com/energy

Wärtsilä en resumen

Wärtsilä es un líder mundial en tecnologías innovadoras y soluciones de ciclo de vida para los mercados marino y energético. Hacemos hincapié en la innovación en tecnología y servicios sostenibles para ayudar a nuestros clientes a mejorar continuamente el rendimiento medioambiental y económico. Nuestro equipo dedicado y apasionado de 17,800 profesionales en más de 280 ubicaciones en 79 países da forma a la transformación de la descarbonización de nuestras industrias en todo el mundo. En 2023, las ventas netas de Wärtsilä ascendieron a 6,000 millones de euros. Wärtsilä cotiza en el Nasdaq de Helsinki. www.wartsila.com