El cambio climático no solo obliga a producir energía con menos emisiones, también puede modificar cómo conviene combinar y distribuir la energía solar y eólica para mantener un sistema eléctrico fiable durante las próximas décadas.
Una investigación publicada en Nature Energy ha analizado esta cuestión utilizando proyecciones climáticas de alta resolución y modelos de los sistemas eléctricos de Texas y Nueva Inglaterra, en Estados Unidos. Los resultados muestran que diseñar las futuras redes renovables utilizando únicamente las condiciones meteorológicas históricas puede llevar a configuraciones menos adecuadas cuando cambien simultáneamente el viento, la radiación solar y la demanda de electricidad.
El clima futuro puede cambiar dónde conviene instalar solar y eólica
La energía solar y la energía eólica son recursos variables y complementarios. Su aportación al sistema eléctrico depende del momento y del lugar en el que estén disponibles, por lo que la planificación no consiste únicamente en decidir cuánta potencia instalar de cada tecnología.
El estudio muestra que no existe una proporción óptima universal entre solar y eólica. La mejor combinación depende también de dónde se encuentren las instalaciones, de la capacidad de la red para transportar la electricidad y de cómo evolucione la demanda.
Los investigadores emplearon proyecciones meteorológicas con una resolución aproximada de 12 kilómetros para estudiar cómo podrían cambiar estas relaciones hacia mediados de siglo. Al incorporar el clima futuro, las configuraciones óptimas obtenidas diferían de las diseñadas exclusivamente con datos históricos.
En Texas, los modelos favorecieron una mayor concentración de capacidad eólica en el oeste del estado. Esta redistribución permitía adaptar mejor la generación a las futuras condiciones de viento y demanda, prácticamente sin incrementar el coste total del sistema respecto a la planificación convencional.
Nueva Inglaterra, por su parte, presentó una respuesta diferente. Allí, la adaptación requería más capacidad solar y un refuerzo de las líneas de transporte próximas a los principales centros de consumo. En este caso, la inversión estimada aumentaba aproximadamente un 2,34 %.
Los resultados ilustran que el cambio climático no implica simplemente sustituir una determinada cantidad de aerogeneradores por paneles solares, o viceversa. Puede modificar al mismo tiempo qué tecnología interesa desarrollar, dónde resulta más conveniente instalarla y qué infraestructura eléctrica necesita para integrarse en la red.
Esto refuerza la importancia de planificar conjuntamente las diferentes energías renovables, en lugar de considerar cada tecnología de forma aislada.
Planificar las renovables con el clima del pasado puede aumentar los riesgos
La diferencia entre ambos enfoques no es únicamente económica. Según las simulaciones del estudio, los sistemas diseñados utilizando las condiciones climáticas históricas podían experimentar hasta cinco veces más episodios de insuficiencia de recursos cuando posteriormente funcionaban bajo determinadas condiciones climáticas proyectadas para mediados de siglo.
Esto no significa que el estudio prediga cinco veces más apagones. El resultado se refiere a situaciones simuladas en las que los recursos disponibles no consiguen cubrir adecuadamente la demanda, especialmente cuando coinciden periodos desfavorables para la generación renovable con una elevada necesidad de electricidad o limitaciones de la red.
El cambio climático puede afectar a ambos lados del sistema. Por una parte, modifica las condiciones meteorológicas de las que dependen la producción solar y eólica; y por otra, puede alterar el consumo eléctrico, por ejemplo, mediante un aumento de la demanda de refrigeración durante episodios de calor.
Además, a medida que crece la participación de estas fuentes, también aumenta la importancia de las redes de transporte, las interconexiones y las diferentes formas de almacenamiento de los excedentes de las energías renovables.
Asimismo, la nueva investigación añade una variable más a esta planificación: las instalaciones construidas actualmente seguirán operando durante décadas y pueden encontrarse con unas condiciones climáticas diferentes de las utilizadas para diseñarlas.
Cabe señalar que los resultados de Texas y Nueva Inglaterra no pueden trasladarse directamente a España ni a otros lugares del planeta, ya que cada sistema eléctrico tiene una distribución diferente de recursos, demanda e infraestructuras. Serían necesarios estudios específicos para determinar cómo podría cambiar aquí el equilibrio territorial entre solar y eólica.
Sin emabrgo, en general, la transición energética no debería planificarse únicamente utilizando el clima del pasado. La combinación de energía solar y eólica, su ubicación y la infraestructura necesaria para integrarlas tendrán que considerar también cómo puede evolucionar el clima durante toda la vida útil de las instalaciones.
Fuentes: Nature Energy: Climate change reshapes resource adequacy risks and optimal renewable energy siting in wind and solar energy systems; y MIT News: análisis de la planificación de sistemas solares y eólicos frente al clima futuro.