Necesidad producción eléctrica si se generalizan los vehículos eléctricos

En otra entrada se mencionaba en los comentarios un tema que puede ser interesante tratar: si se produjera la electrificación del transporte, tanto de mercancías (que debería ser prioritario) como de personas ¿cuáles serían las nuevas necesidades de producción eléctrica para suplir esa nueva demanda?

Parece obvio que antes de pensar en un cambio, se deberían analizar las consecuencias de éste y los requerimientos de la nueva situación. Yo creo que a nadie se le escapa que sería política y económicamente muy deseable poder prescindir por fin de buena parte de las importaciones de petróleo; ahora bien, con el BEV pasaríamos a depender tecnológicamente de los países fabricantes de baterías, que son un número aún más restringido que los exportadores de petróleo (China, Japón, Corea, básicamente, USA por la Gigafactory y Europa una cantidad testimonial).

Se podría argumentar que no hay necesidad de prepararse para el incremento de demanda causado por los BEV ya que éste será gradual. No lo creo. Antes bien, creo que, de producirse, la adopción del vehículo eléctrico será súbita, dejándose rápidamente de venderse térmicos salvo para sectores nicho y electrificándose el parque a la velocidad que éste se renueva, que vienen a ser unos dos o tres lustros.

Los poderes públicos han intentado forzar el cambio, pero éste se resiste porque la gente hace sus cuentas y se da cuenta de que no es una opción conveniente. Sin embargo, una vez que se cruce el break even y el eléctrico sea la opción económicamente más ventajosa, el mercado se volcará hacia los eléctricos y la pregunta será más bien si habrá capacidad de producción para abastecer la demanda potencial (lo cual, evidentemente, tirará de los precios y atenuará el ritmo de adopción).

Por ello, sí que creo que se puede producir por esa causa un rápido repunte en la demanda eléctrica que habría lógicamente que prever para reforzar las líneas de transporte y distribución, la capacidad de transformación y, obviamente, la producción para adecuarse a una demanda con unas características especiales (nocturna).

Vamos a hacer unos pocos cálculos rápidos, para saber en el orden de magnitud que nos movemos.

Si revisamos el consumo en España de combustibles, obtenemos dos cifras:
5.092 kT de gasolina
23.559 kT de gasóleo de automoción
Kilotoneladas, es decir, mil toneladas (datos para el año pasado)

Lo pasamos a unidades de volumen:
gasolina: 7,49E9 litros
gasóleo: 27,71E9 litros

Si la gasolina es usada en un coche con un consumo medio de 6,5l/100km, se habrán recorrido con esos litros unos 115,2E9 km.
En el caso del gasóleo, considerando un consumo medio de 4 l/100km, se habrán recorrido unos 692.9E9 km.

En total, hemos recorrido entre todos unos 808,1E9 kilómetros (es decir, cerca del billón de kilómetros, para que os hagáis una idea la distancia media al Sol son sólo 150 millones de km).

Si hiciésemos esos mismos kilómetros sustituyendo los coches a gasolina y gasóleo por eléctricos con consumo de 13,5 kWh/100km (como véis, tanto en los térmicos como el eléctrico supongo consumos de homologación, de los que sólo se consiguen teniendo mucho tiento con los pies), obtenemos un consumo extra de 109,1 TWh. La producción eléctrica el año pasado en el sistema español (peninsular e insulares) fue de 268,1 TWh.

Es decir, tendríamos que incrementar la producción del orden del 40% para suplir los combustibles usados en el transporte terrestre. Es evidentemente una cifra aproximada, pero nos sirve para hacernos una idea de las implicaciones.

Antes de nada, voy a responder una idea que quizá alguno tengáis en la cabeza. La gasolina también alimenta motocicletas, y el gasóleo A también lo usan camiones y furgonetas e incluso trenes, con un consumo superior. Ciertamente, pero al electrificar éstos también el consumo será superior, y establezco como hipótesis simplificativa que la equivalencia de consumos entre térmico y eléctrico se mantendrá aproximadamente constante (es decir, una furgoneta grande no consume 4 sino 8 l/100km, y electrificada consumirá unos 27 kWh/100km).

Pero no es sólo abastecer esa nueva demanda, sino hacerlo en tiempo y forma. En forma se entiende que procurando maximizar el uso de tecnologías bajas en emisiones de CO2, porque como ya hemos visto hace poco, la presunta ventaja en emisiones de efecto invernadero del BEV se diluye en sistemas eléctricos en los que prima la combustión como fuente de energía (especialmente si lo que quemamos es carbón).

Las eléctricas, por supuesto, lo que desean es cubrir esa nueva demanda merced a las térmicas, que ahora están infrautilizadas (sólo subiendo el factor de capacidad de los ciclos combinados del 0,13 actual al 0,8 que sería su máximo teórico ya tenemos 154 TWh extra, más 33 TWh de capacidad ociosa en las de carbón). Eso tensionaría el pool y haría subir (aún más) el precio del kWh.

Es evidente que parte del incremento de consumo asociado al coche eléctrico lo producirán los CC (con lo cual, ventajas ambientales del coche eléctrico, pocas), pero también que hay que construir nueva capacidad para tener un suficiente respaldo (y ni la solar ni la eólica sirven de respaldo).

Cada vez más vamos a tender a electrodomésticos (como dice Beamspot, el coche será uno más) con un consumo/recarga inteligente para optimizar las tarifas eléctricas con discriminación horaria. Por lo tanto, es esperable que la curva de consumo se aplanará, aumentando la demanda nocturna.

Supongo que estáis todos familiarizados con las curvas de seguimiento de la demanda de REE, pero por hacerlo más visual copio unos ejemplos:

Solsticio de verano:

Poca eólica, mucha solar por el día (la termosolar alarga un poco su producción), una curva bastante plana que obliga a arrancar los CC incluso por la noche. Como dato reseñable, notar que incluso en el momento más favorable del año la eólica sigue produciendo más que la solar (área verde vs áreas naranja + roja).

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Equinoccio de primavera:

La inestabilidad atmosférica nos muestra a la eólica en todo su esplendor. En el valle nocturno entre la nuclear y la eólica se bastan, con la cogeneración (otra tecnología «ecológica» de la que algún día tengo que hablar) para producir energía y sobra para exportar y bombear en las reversibles. La fotovoltaica sigue bastante fuerte pero la termosolar es casi anecdótica, lo cual achaco a la bajada de rendimiento de las células con el calor.

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Solsticio de invierno:

La situación anticiclónica ha machacado la producción eólica, lo que obliga a arrancar los ciclos combinados, e incluso las centrales de carbón, además de importar energía. Para cubrir el pico de la tarde (radiadores que se encienden al llegar a casa) hay que turbinar mucha agua.

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Bueno, pues ahora la pregunta, que me gustaría respondiéseis vosotros. La electrificación del transporte supone aumentar la demanda eléctrica anual en 109 TWh, que viene a ser 298 MWh al día. Así que coged las anteriores gráficas y recrecedlas en unos 12.500 MW de media a lo largo de todo el día. Con discriminación horaria y consumo inteligente la curva de demanda tendría a aplanarse, así que podemos imaginarnos una curva de demanda sólo ligeramente ondulada entre los 37.000 y los 42.000 MW. Pues bien ¿cómo cubrimos esa demanda?

Os recuerdo las condiciones de contorno: el sistema tiene que cubrir la demanda SIEMPRE (en una sociedad tecnológicamente avanzada, un apagón es una catástrofe económica y social), con lo cual debe haber una potencia de respaldo que sea capaz de mantener el sistema (básicamente cuando no sopla viento, que es el factor que determina la estructura de producción diaria). Debemos minimizar el coste pero también las emisiones de CO2.

Imaginad que viviésemos en un sistema planificado y democrático. ¿Qué inversiones en generación propondríais para ese hipotético nuevo panorama de un transporte electrificado?

Yo me permito añadir algunas claves:

– Huyendo de maniqueísmos de energías buenas y malas, hay que tener un mix diversificado. La parte ambientalmente más contaminante son las centrales de combustión, por lo que se deberían ir cerrando las centrales de carbón y poniendo coto a la cogeneración (de las más contaminantes, aunque por motivos fabulosos se incluyen en el Régimen Especial como «ecológicas»). Los ciclos combinados podrían quedar como potencia de respaldo, pero con un coeficiente de carga mayor al actual y el resto ser compensado con una renovación del parque nuclear (estimo aumentar un 50% la potencia instalada) y un nuevo impulso a la eólica (esta vez ya, integrada en el RE pero a prima cero).

– Según venzan las concesiones de centrales hidroeléctricas, irlas integrando en una empresa pública que las gestione (metiendo una mano pública en un subsector fundamental para la determinación de precios), repotenciándolas y aprovechando para hacerlas reversibles (clave para permitir una expansión eólica).

– Con vehículos de volumen y masa racionales, podría reducirse el consumo a menos de la mitad. En motores térmicos eso implicaría menores importaciones de petróleo; en eléctricos sobrecargar el sistema con menos TWh, siendo necesarias sólo adaptaciones menores (seguir invirtiendo en eólica y lo mencionado en el punto anterior sobre las hidroeléctricas).

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