Guia Basica de La Generacion Distribuida Fenercom

FundacinEnerga delade Madrid

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Gua Bsica de la

Generacin Distribuida

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Generacin Distribuida

Gua Bsica de la GeneracinDistribuida

2Depsito Legal: M-23400-2007Diseo e Impresin: Grficas Elisa, S.A.

3PRLOGO

La energa se ha convertido en uno de los pilares que soportan el desarrollo dela sociedad actual, por lo que su disponibilidad y buen uso son ya una pieza clavea la hora de determinar el xito o el fracaso de las economas mundiales. Muy apesar del mundo occidental, los aos de energa barata y aparentemente infinitaque se dieron durante gran parte del siglo XX han quedado definitivamente atrs.El nuevo siglo XXI ha dado paso a una poca en la que las reservas probadas depetrleo y gas natural han dejado de aumentar ao a ao y el horizonte del 2050para el primero de estos productos y 2075 para el segundo, se baraja ya comouna posibilidad real para el agotamiento total de este tipo de recursos.

A estos hechos se suma, adems, la creciente conciencia del poder que repre-senta para algunos de los pases productores el tener en sus manos la llave delsuministro de las principales potencias mundiales y la aparentemente incontrola-ble inestabilidad de Oriente Medio, donde a los tradicionales conflictos rabe-israeles se han sumado en la ltima dcada la guerra de Irak y la actual crisis iran.

Todos estos factores, as como la incorporacin de enormes superpotenciascomo China al mercado energtico, han dado como resultado una sucesin apa-rentemente interminable de mini-crisis del petrleo y la consiguiente tendenciaalcista de los precios del gas natural, que por razones histricas suele ligar encierta medida su precio al de este otro combustible.

Como consecuencia de lo anterior y ante la enorme dependencia tanto de laUnin Europea como, en particular, de Espaa, que importa cerca de un 85 %de sus necesidades energticas, la energa ha pasado a ser una prioridad para laComisin Europea y para el Gobierno de Espaa.

Las lneas para poder enfocar este problema son comunes para ambas institucio-nes y estn intentando ponerse en marcha desde hace ms de dos dcadas:fomentar la investigacin y uso de las energas renovables e impulsar las medidasde ahorro y eficiencia energtica.

En este contexto europeo y nacional se encuentra la Comunidad de Madrid, quees una de las regiones que ms energa consume de todo el territorio nacional.Tanto es as que, a pesar de que apenas ocupa un 1,6 % del territorio espaol,consume ms del 10 % de toda la energa que se utiliza en Espaa.

4Para agravar an ms esta situacin, esta regin presenta una singularidad energticaque no se da en muchos otros sitios de Espaa, ya que no produce ni el 3 % de laenorme cantidad de energa que consume y, adems, cada ao incrementa este con-sumo en un porcentaje superior al 5 %.

Ante esta circunstancia, el Gobierno Regional present en marzo de 2005 el PlanEnergtico de la Comunidad de Madrid 2004-2012, documento en el que fija losgrandes ejes en los que se han de encuadrar las actuaciones en materia energ-tica para los prximos aos, siendo stos los siguientes:

a) Adecuar la oferta de productos energticos a la cobertura de necesidades,mejorando la fiabilidad del suministro de electricidad, gas e hidrocarburos;

b) Fomentar la energa generada por fuentes renovables y respetuosas con elmedio ambiente, duplicando su aportacin al balance energtico regional enel ao 2012;

c) Mejorar la eficiencia de uso de los productos energticos, propiciando el aho-rro en su empleo mediante la propuesta de medidas, tanto de carcter hori-zontal, como de incidencia directa sectorial, reduciendo el consumo energ-tico un 10 % en el ao 2012; y

d) Minimizar el impacto ambiental de nuestro consumo energtico, contribuyen-do a la reduccin de las emisiones de CO2 energtico, reduciendo un 10 % lasemisiones procedentes del consumo energtico en el ao 2012.

La consecucin de las metas fijadas exige no slo la adopcin de medidas legislati-vas o la puesta en marcha de lneas de ayuda por parte del Ejecutivo Regional sinotambin la adopcin de medidas imaginativas y a veces poco populares como pue-den ser, por ejemplo, incrementar el nmero de centros de produccin de energaelctrica de la regin, acercando stos a los ncleos de consumo con objeto deminimizar las prdidas producidas en el transporte de la misma (sistema de produc-cin de energa comnmente conocido como generacin distribuida).

La presente publicacin pretende, por tanto, introducir a los ciudadanos yempresas madrileas en los principios bsicos en los que se sustenta esta nuevafilosofa de diseo del sistema elctrico con el fin de mostrarles sus fortalezas ypuntos dbiles, y fomentar un mayor conocimiento de la poblacin sobre las tec-nologas disponibles para materializarla, lo que sin duda contribuir a mitigar, encierta medida, los recelos hasta ahora existentes.

Este trabajo ha sido realizado por iniciativa de la Direccin General de Industria,Energa y Minas de la Comunidad de Madrid, habiendo sido encomendada su ela-boracin tcnica a LABEIN TECNALIA.

Gua Bsica de la Generacin Distribuida

51.INTRODUCCIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

2. QU ES LA GENERACIN DISTRIBUIDA? . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

3. ANLISIS DE SISTEMAS PARA LA GENERACIN DISTRIBUIDA .113.1. Tecnologas de generacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113.1.1. Motor alternativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133.1.2. Turbina de gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .153.1.3. Mini-hidrulica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163.1.4. Elica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183.1.5. Solar trmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .193.1.6. Solar fotovoltaica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .223.1.7. Residuos slidos urbanos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .263.1.8. Biomasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .283.1.9. Microturbinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .323.1.10. Pilas de combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .333.1.11. Tecnologas emergentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .353.2. Sistemas de almacenamiento energtico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .393.3. Sistemas de interconexin a la red . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .423.3.1. Arquitecturas y componentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .423.3.2. Legislacin, requisitos y recomendaciones para la interconexin . . .44

4. FACTORES FACILITADORES Y BARRERAS PARA EL DESARROLLO DE LA GENERACIN DISTRIBUIDA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45

4.1. Factores facilitadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .454.2. Barreras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48

5. ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50

6. MARCO REGULATORIO EN ESPAA: TARIFAS E INCENTIVOS . .53

7. FINANCIACIN DE PROYECTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57

8. TENDENCIAS Y RETOS DE FUTURO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60

9. DIRECCIONES DE INTERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63

10. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64

NDICE


INTRODUCCIN1


La electricidad representa, actualmente, la forma ms til de energa, estando presen-te en todos los sectores de la sociedad gracias a su gran variedad de aplicaciones, quevan desde el alumbrado, calefaccin o ventilacin, hasta el campo de las telecomuni-caciones, tecnologas de la informacin, procesos industriales, etc.

El objetivo de un sistema de potencia es suministrar electricidad a todos los consumi-dores conectados a la red, en cualquier instante y con la capacidad necesaria paracubrir las puntas de demanda. Asimismo, la energa elctrica debe cumplir unosestrictos requisitos de calidad que garanticen la estabilidad del nivel de tensin y lacontinuidad del servicio.

A partir de los incipientes aos 20, la capacidad de los centros de produccin de ener-ga elctrica comenz una escalada aparentemente imparable, experimentando uncrecimiento espectacular a partir de la dcada de los 50. As, se pas de una poten-cia mxima instalada por unidad en el entorno de 150 MW y potencias medias de unasdecenas de MW, a unidades que alcanzan y superan con facilidad los 1.000 MW conpotencias medias prximas a los 500 MW a comienzos de los 70.

No obstante, esta lnea de imparable crecimiento en la capacidad de generacin delas centrales elctricas no ha sido constante ni ha estado exenta de debates tcnicoso polticos a lo largo de los ltimos noventa aos, y de hecho, sufri un significativoretroceso durante los aos 70, a raz de la crisis del petrleo. Posteriormente, estanueva tendencia a la reduccin de la potencia media de las unidades de generacin sereafirm a lo largo de la dcada de los 90, durante la cual se llegaron a alcanzar nive-les de potencia mxima instalada por unidades similares a los de los aos 40.

En la actualidad, el desarrollo tecnolgico y la progresiva implantacin de nuevasfuentes de micro y mini generacin, unidos a los procesos de liberalizacin del mer-cado elctrico en los pases desarrollados y los condicionantes de respeto al medioambiente, hacen que no sea esperable una nueva inversin de esta tendencia en laentrada del nuevo siglo.

No obstante lo anterior, a pesar de este cambio de filosofa de funcionamiento, hoyen da la mayor parte de la potencia elctrica consumida en el mundo es producidaen grandes instalaciones centralizadas, en las cuales fuentes de energa diversas son 7

8transformadas en energa elctrica para su posterior transporte a largas distanciashacia los consumidores finales.

La mayora de las plantas de generacin se encuentran situadas a grandes distanciasde los centros de consumo. Por ello, es necesario dotar al sistema de una complejainfraestructura que permita transportar la energa y hacerla llegar a los usuarios enptimas condiciones para su consumo.

Frente a este modelo tradicional, implantado en las ltimas dcadas, surge un mode-lo alternativo en el que la generacin de energa se acerca al consumidor, tanto fsicacomo virtualmente. Nace as la denominada Generacin Distribuida. La complemen-tariedad entre ambos modelos ser la base para el desarrollo de los futuros sistemaselctricos de potencia.

Esta publicacin se ha elaborado con el nimo de servir como gua bsica para enten-der qu es la generacin distribuida y cules son los diferentes sistemas relacionadoscon ella. En una segunda parte, se realiza un repaso a los diferentes factores que influ-yen en su desarrollo y, por ltimo, se resea brevemente cules son las principalestendencias de futuro.


9No existe consenso, a nivel mundial ni europeo, sobre qu es exactamente laGeneracin Distribuida (GD), puesto que son mltiples los factores que afectan a sudefinicin: tecnologas empleadas, lmite de potencia, conexin a red, etc.

El DPCA (Distribution Power Coalition of Amrica) la define como, cualquier tecnolo-ga de generacin a pequea escala que proporciona electricidad en puntos ms cer-canos al consumidor que la generacin centralizada y que se puede conectar directa-mente al consumidor o a la red de transporte o distribucin. Por otro lado, la AgenciaInternacional de la Energa (IEA, International Energy Agency) considera como GD, ni-camente, la que se conecta a la red de distribucin en baja tensin y la asocia a tec-nologas como los motores, mini- y microturbinas, pilas de combustible y energasolar fotovoltaica.

Figura 1. Ejemplo de aplicacin de GD en un sistema elctrico.Cortesa de LABEIN-TECNALIA.


QU ES LA GENERACIN DISTRIBUIDA?2

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Se trata pues de un campo de actuacin en el que se intentan aprovechar algunas nue-vas tecnologas para acercar la produccin de energa, electricidad y calor, al consu-midor. Su definicin se basa en la generacin de energa cerca del punto de consumo,pero no implica el uso de una tecnologa en particular.

Asimismo, existe una cierta disparidad de criterios a la hora de establecer el lmite depotencia para la GD. El Departamento de Energa (DOE) de Estados Unidos estableceunos lmites que van desde 1 kW hasta decenas de MW. En Espaa, el Rgimen Especialcontempla un lmite mximo de potencia de 50 MW. EscoVale Consultancy, prestigiosaconsultora del Reino Unido, ampla el rango de potencias hasta 100 MW, limitando a 10MW la potencia mxima para instalaciones basadas en fuentes de energa renovable.

Considerando diversos rangos de potencia se habla de microgeneracin-para instala-ciones de potencia inferior a 5 KW-, minigeneracin -entre 5 kW y 5 MW- y genera-cin de media y gran escala para sistemas cuya potencia est entre 5 y 50 MW y 50-100 MW respectivamente.

Las aplicaciones de la GD van desde la generacin en base, generacin en punta,cogeneracin, hasta la mejora de la calidad de suministro, respaldo y soporte a la redde transporte y distribucin. Ninguna tecnologa abarca todo el rango de beneficiospor s misma, sino que cada una se ajusta mejor a unas aplicaciones que a otras.

En esta gua, se tratar la GD como generacin en unidades modulares relativamen-te pequeas (en general, inferiores a 10 MW) situadas cerca de los emplazamientosdel consumo.


11

Este captulo pretende dar una visin general de los aspectos tecnolgicos que carac-terizan hoy en da el desarrollo de cada una de las tecnologas de GD, as como otrosaspectos importantes relacionados, como son los sistemas de almacenamiento einterconexin.

Tabla 1. Sistemas de Generacin Distribuida

3.1. TECNOLOGAS DE GENERACIN

Se presenta a continuacin una descripcin de las tecnologas de generacin queexisten en la actualidad, ordenadas teniendo en cuenta su madurez y grado depenetracin en el mercado, de mayor a menor. Tambin es importante resaltar


ANLISIS DE SISTEMAS PARA LAGENERACINDISTRIBUIDA3

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que, si bien algunas de las tecnologas se utilizan principalmente para generacin agran escala, se dan casos en que su aprovechamiento a pequea escala puede seruna solucin viable.

En funcin de la energa primaria que utilicen, estas tecnologas se pueden clasificaren dos grandes categoras: GD no renovable y GD renovable.

El primer grupo comprende aquellas tecnologas que utilizan como energa primariacombustibles fsiles: motores alternativos, turbinas de gas, pilas de combustible ymicro turbinas.

La Tabla 2, muestra un resumen de las caractersticas ms importantes de las tecnologasde generacin consideradas maduras y semi-maduras (Fuentes: [26], [27], [31]).

Tabla 2. Tecnologas de generacin.

1 Se considera como rendimiento elctrico la relacin entre energa elctrica que se genera yla energa primaria aportada. Esta magnitud tiene ms relevancia a la hora de comparar tecno-logas de generacin en las que la energa primaria aportada no sea renovable. Es por ello, quelas tecnologas renovables se han marcado con letra cursiva.2 Datos de 2004 (conversin 1 = 1,3666 $) y 2005.3 Dentro de la tecnologa solar trmica se han considerado todos los tipos de sistemas existen-tes en la actualidad, incluyendo los ms experimentales. Esto da lugar a amplios rangos poten-cias, rendimientos y costes de inversin (de hasta 8.000 /kW).


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La Figura 2 compara los costes mnimos de inversin y los rendimientos elctricosmedios de las tecnologas de GD ms desarrolladas y de los ciclos combinados de gasy las centrales nucleares, que no entran en la categora de GD, pero permiten com-parar la GD con la generacin centralizada.

Figura 2. Comparativa de costes de inversin y rendimientos elctricos para lasdiferentes tecnologas de generacin.

Asimismo, algunas de estas tecnologas se utilizan para la obtencin simultnea deelectricidad y calor -en forma de agua caliente, vapor, aire caliente- (cogeneracin) ocalor, fro y electricidad (trigeneracin). Las tecnologas ms utilizadas para cogenera-cin son los motores alternativos, las turbinas de gas, las micro turbinas y las pilas decombustible. Tambin se utilizan turbinas de vapor, aunque en menor medida.

3.1.1. MOTOR ALTERNATIVO

Los motores alternativos de combustin interna son motores trmicos en los que losgases resultantes de un proceso de combustin empujan un mbolo o pistn que sedesplaza en el interior de un cilindro haciendo girar un cigeal y obteniendo unmovimiento de rotacin. Se emplean principalmente en plantas de cogeneracin ensectores tan diversos como el agroalimentario, construccin, pasta y papel o textil.

Figura 3. Motor diesel de Guascor. Fuente: Guascor


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Poseen una mayor flexibilidad ante variaciones de carga que las turbinas de gas y soncapaces, en funcin de su diseo, de utilizar diversos combustibles como energa pri-maria. El ms empleado es el gas natural.

Estos motores se pueden clasificar en funcin de diferentes aspectos. En funcin delencendido, se distinguen el Motor Otto, o de encendido provocado, en el que lacombustin se inicia mediante una chispa y el Motor Diesel, o de encendido por com-presin, de rendimiento superior por aprovechar mejor el combustible.

En funcin del ciclo, los motores pueden funcionar en cuatro (cuatro carreras delmbolo y dos vueltas del cigeal) o dos (dos carreras del mbolo y una vuelta delcigeal) tiempos.

En cuanto a la refrigeracin, el fluido refrigerante podr ser un lquido, normalmenteagua, evacuando el calor en un radiador; o el aire, utilizando un ventilador, que serde aplicacin sobre todo en motores de pequea potencia.

El 75 % de las plantas de cogeneracin existentes en Espaa (segn datos de 2004)utilizan motores alternativos, de los cuales, la gran mayora (70 %), son de gas natu-ral y el 28 % diesel. En muy pocas ocasiones se utilizan combinaciones: motor diesel-motor de gas natural, motor de gas-turbina de vapor, motor diesel-turbina de vapor.

Existen, pues, numerosos ejemplos de instalaciones de este tipo. En la Universidad deSantiago de Compostela, se ha puesto en funcionamiento un "anillo de cogeneracin"de 3,1 MW formado por 10 mdulos de cogeneracin por gas natural (equiposmotor-alternador) que abastecen de energa trmica y elctrica a tres Facultades yotras dependencias de la universidad. Emplea para ello motores de gas Guascor de310 kW y un sistema de recuperacin de calor.

Figura 4. Equipos de generacin de la Universidad de Santiago de Compostela.Cortesa de InfoPower. N 59. Septiembre 2003.

Por otro lado, el Hospital Central de Defensa de Madrid dispone de una instalacin decogeneracin con motor de gas, de 6 MW de potencia, que suministra energa elctrica ytrmica a las instalaciones del hospital, que cuenta con ms de 2.000 camas hospitalarias.

La planta permite disminuir los costes energticos del hospital y aumentar la fiabilidad ygaranta del suministro, al tiempo que ste se beneficia de las ventajas medioambientales


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que aporta el uso del gas natural como combustible. Incluye tambin un grupo frigorficode absorcin de 2.200 kW de potencia que complementa las necesidades de fro del hos-pital con un coste elctrico prcticamente nulo.

3.1.2. TURBINA DE GAS

La turbina de gas es una mquina trmica que desarrolla trabajo al expandir un gas. El airecomprimido se mezcla con combustible y se quema bajo condiciones de presin constante.

Bsicamente, se compone de un compresor, la cmara de combustin y la turbina de gaspropiamente dicha. Se pueden utilizar en varias configuraciones: ciclo simple (que es unaturbina produciendo slo electricidad), cogeneracin (en la que se aade a la turbina deciclo simple un recuperador de calor que permite obtener vapor o agua caliente del calorde los gases de escape) y ciclo combinado turbina de gas-turbina de vapor (aadiendo unaturbina de vapor que aprovecha el calor recuperado para obtener ms energa elctrica).

El tamao de las turbinas vara entre 0,25-500 MW, con algunas aplicaciones comercialesentre 1 y 2 MW, y su eficiencia ronda el 40 %, en ciclo simple; entre el 40-60 %, en ciclocombinado; y entre el 70-90 %, en cogeneracin.

La configuracin de ciclo simple es la ms comn en instalaciones de menos de 40 MW.Por otro lado, la cogeneracin es una aplicacin muy apropiada para consumidores condemandas elctricas por encima de los 5 MW y se utiliza frecuentemente en sistemas de"district heating" o "calefaccin colectiva" que son redes de distribucin de calor.

En 2004, ms del 17 % de las plantas de cogeneracin en Espaa eran de turbina de gas.

Se pueden encontrar ejemplos de utilizacin de turbina de gas a pequea escala en Galiciay el Pas Vasco. En la factora de Leche Pascual de Otero de Rey (Lugo) se encuentra enfuncionamiento una planta de cogeneracin con turbina de gas y caldera de recuperacinde gases de 4,6 MW y en la fbrica de Papelera del Oria en Zizurkil (Guipzcoa) dispo-nen de una planta de cogeneracin en ciclo combinado de contrapresin de 9,25 MW.Esta ltima est compuesta por dos turbinas de gas, dos generadores de vapor conpost-combustin y una turbina de vapor, abasteciendo con gran eficiencia tanto lademanda trmica como la demanda elctrica de la fbrica.

Cortesa de InfoPower. N 59. Septiembre 2003.


Figura 5. Turbina de gas de 4,6 MW. Leche Pascual. Figura 6. Turbina de gas de 3,8 MW. Papelera del Oria.

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3.1.3. MINI-HIDRULICA

El fundamento bsico de este tipo de generacin consiste en el aprovechamiento de laenerga potencial del agua, almacenada en un embalse o procedente de un ro, para pro-ducir energa elctrica. La energa potencial del agua se transforma en energa cintica ensu camino descendiente por las tuberas forzadas. A continuacin, se transforma la ener-ga cintica en energa de presin, energa mecnica y, finalmente, en energa elctrica.

Dentro de este tipo de generacin, nicamente se consideran como GD las llamadas cen-trales mini-hidrulicas, es decir, aqullas cuya potencia mxima instalada no supera los 10MW, definindose la potencia de la instalacin como el producto del caudal por el salto.Los caudales pueden variar desde 0,4 hasta 200 m3/s y los saltos desde 3 hasta 250 m,emplendose, en cada caso, la turbina ms apropiada. Asimismo, entre la toma de agua yel punto en el que se restituye de nuevo al cauce no suele haber ms de un kilmetro.

Las centrales mini-hidrulicas para generacin elctrica pueden ser de dos tipos:

a) Central de agua fluyente o en derivacin: son aquellas en las que parte del agua del rose desva de su cauce por medio de un azud y de uno o varios canales, siendo devuel-ta al ro aguas abajo. En este tipo de centrales, el caudal del agua vara durante el ao,en funcin del rgimen hidrolgico del curso de agua.

b) Central de embalse o de regulacin: en este caso, se construye una presa en el caucedel ro formndose un embalse en el que se almacena agua. Puede estar situada a piede presa o ms alejada para mejorar el salto (mixta).

Los elementos bsicos de una central mini-hidrulica no difieren de los empleados en unacentral hidrulica de gran potencia. El elemento diferenciador de una central hidrulica loconstituye la turbina, que puede ser de accin (Pelton), en las que la energa de presindel agua se transforma ntegramente en energa cintica en la parte fija (inyector), o dereaccin (Francis, Kaplan), en las que la transformacin en energa cintica se producetanto en la parte fija (caracol, distribuidor) como en la mvil (rodete).

La Figura 7 muestra el rango de saltos y caudales para el ptimo aprovechamiento ener-gtico de cada tipo de turbina. La turbina Pelton se emplea generalmente en centrales congrandes saltos; la Francis, en centrales con saltos comprendidos entre 30 y 550 metros; yla Kaplan, con saltos pequeos (por debajo de 70 metros) y grandes caudales.

Figura 7. Saltos y caudales ptimos segn el tipo de turbina.


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A continuacin se muestra la potencia de mini-hidrulica instalada en Espaa y losobjetivos fijados por el Plan de Energas Renovables 2005-2010 para el ao 2010.

Figura 8. Potencia mini-hidrulica instalada en Espaa (MW, segn datos de 2004). Fuente: IDAE.

En 2004, existan 1.183 centrales minihidrulicas en Espaa. Concretamente, en laComunidad de Madrid, existen en la actualidad siete minicentrales, dos de ellas (lascentrales de Navallar y Torrelaguna) de agua fluyente y el resto (Pinilla, Riosequillo,Puentes Viejas, El Villar y El Atazar) de embalse. Todas ellas cuentan con turbinas detipo Francis de eje horizontal o vertical.

Tabla 3. Minicentrales hidroelctricas en la Comunidad de Madrid [33].


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3.1.4. ELICA

En las instalaciones de aprovechamiento dela energa elica, la fuente primaria deenerga es el viento, aire en movimientooriginado por la diferencia de presin pro-vocada por el calentamiento desigual de lasuperficie terrestre por efecto del Sol.

Al incidir sobre las palas del aerogenera-dor (elementos mviles), la energa cinti-ca del viento se transforma en energa depresin, transmitiendo un giro al eje.Finalmente, un generador transforma estaenerga mecnica en energa elctrica.

Hoy en da, la gran mayora de las aplica-ciones de la energa elica son considera-das generacin centralizada -por tratarsede grandes parques elicos- o generacinremota -por estar situados lejos delpunto de consumo. En Espaa, se hapasado de una potencia instalada de 7MW en 1990 a 10.941 MW en Julio de2006 (aproximadamente, el 17 % de lacapacidad instalada en todo el mundo),convirtindose en la segunda potencia anivel mundial, despus de Alemania.

Como GD puede considerarse, nica-mente, las pequeas instalaciones deaerogeneradores instaladas cerca del con-sumo que pueden servir para llevar sumi-nistro elctrico a lugares aislados, alejadosde la red elctrica, y utilizadas comn-mente para el bombeo de agua, etc.

Aparte de las aplicaciones para lugaresremotos, una aplicacin emergente es laintegracin de elica a pequea escala enedificios.

Un ejemplo es el sistema que el grupoSacyr Vallehermoso va a instalar en Madrid,


Figura 9. Minicentral hidroelctrica.

Figura 10. Generadores elicos.

Figura 11. Aerogenerador de 6 kW. Fuente: LABEIN-TECNALIA.

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en la azotea de su torre en la Ciudad Deportiva, a 235 metros de altura. El molinoser de eje vertical y las palas, de tres metros de dimetro, se movern en horizon-tal, como las de un helicptero. En total, se prev contar con una potencia de 20 kWen esas turbinas. Adems de las turbinas elicas, se instalarn placas solares con otros20 kW. La energa generada se utilizar para producir hidrgeno por electrolisis delagua almacenada en un depsito de agua y ese hidrgeno ser almacenado en unaspilas de combustible para volver a producir electricidad cuando haya problemas deabastecimiento en la torre.

Otro ejemplo de integracin arquitectnica son los aerogeneradores instalados en eltecho de un supermercado de la cadena Tesco, en Estados Unidos, que, junto a otrasmedidas de eficiencia energtica, les reportan ahorros de hasta un 20 % en la factu-ra elctrica.

Se trata, pues, de una energa limpia que estempezando a ser competitiva por la sencillez delos principios que se aplican. Sin embargo, setrata de una tecnologa en desarrollo que presen-ta ciertos inconvenientes relacionados con el altocoste de inversin inicial, la intermitencia de losvientos, su impacto ambiental y visual, los ruidosy vibraciones, etc.

3.1.5. SOLAR TRMICA

La energa solar trmica se basa en la conversinde la energa procedente de la radiacin solar encalor transferido a un fluido (normalmente agua). En el caso de pequeas instalacio-nes, no se produce electricidad de forma directa, aprovechndose la energa en suforma trmica.

Figura 13. Solar trmica en el hotel Husa Princesa (Madrid).


Figura 12. Ejemplo de integracin arquitectnica de aerogeneradores.

Fuente: www.tescocorporate.com.

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En funcin de la temperatura mxima que alcanza el fluido, se distinguen tres tiposde sistemas: de baja (captadores planos y captadores con tubo de vaco), media(espejo cilindro-parablico) y alta temperatura (discos parablicos y centrales detorre). Slo se puede considerar GD los sistemas de baja temperatura y los discosparablicos, pues las potencias de generacin, en los otros casos, son superiores a los10 MW y no estn situados cerca de los puntos de consumo. Para aplicaciones indi-viduales o pequeos sistemas elctricos aislados, los sistemas de disco parablico sonuna opcin viable, con eficiencias tericas muy altas. Sin embargo, se encuentranactualmente en fase de experimentacin, siendo los sistemas que ms alejados estnde la comercializacin.

Los sistemas de baja temperatura (por debajo de 100 C) se utilizan en aplicacionestales como calefaccin, climatizacin de piscinas, agua caliente sanitaria (ACS), etc.Los receptores ms habituales son los captadores planos vidriados y los captadorescon tubo de vaco. Cabe sealar que, si bien con estos ltimos se pueden alcanzartemperaturas ms elevadas, los captadores planos son los ms utilizados debido, prin-cipalmente, a que se consiguen aumentos de temperatura importantes (del orden de60 C) a un coste reducido.

Fuente: Garbitek (www.garbitek.com)

Los sistemas de captador plano disponen, bsicamente, de una placa absorbente -porejemplo, cromo negro-, un aislamiento trmico, un fluido portador del calor, un sis-tema de conduccin del fluido y un tanque de almacenamiento trmico conveniente-mente aislado.

Figura 16. Instalacin solar trmica. Fuente: IDAE.


Figura 14. Esquema de captador plano. Figura 15. Captador de tubos de vaco.

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En el ao 2004, la superficie instalada de captadores solares era de 700.400 m2, estan-do prevista su ampliacin hasta 4.900.000 m2 en el 2010.

Figura 17. Superficie instalada de captadores solares (miles de m2). Fuente: IDAE.

Segn el nuevo Cdigo Tcnico de la Edificacin, desde septiembre de 2006,todos los edificios de nueva construccin y en rehabilitacin de cualquier uso en losque exista una demanda de ACS y/o climatizacin de piscina cubierta debern teneruna contribucin solar mnima de agua caliente sanitaria (ACS). As, en este nuevotexto normativo se obliga a que la produccin de ACS se realice con un aporte obli-gatorio de energa solar trmica que variar entre un 30 % y un 70 % en funcin delvolumen diario previsto de agua caliente demandado. Se recogen, adems, ciertasexcepciones: cuando la produccin de ACS se cubra con otras fuentes (renovables,cogeneracin o residuos), cuando no se cuente con suficiente acceso al sol o cuandoexistan limitaciones no subsanables derivadas de la configuracin del edificio o de lanormativa urbanstica aplicable.

En junio de 2005, se inici en la Comunidad de Madrid la campaa "Madridsolar",pensada para promover la energa solar mediante la difusin y la concienciacin socialde las ventajas de este tipo de instalaciones.

Dentro de esta campaa, se firm en noviembre del mismo ao un Convenio deColaboracin entre la Comunidad de Madrid y Caja Madrid para la financiacin deinstalaciones de energa solar, tanto trmica como fotovoltaica, con el objetivo demultiplicar por nueve la implantacin de este tipo de energa.

Respecto a la solar trmica, se persigue alcanzar una superficie de paneles superior alos 400.000 m2 en el 2012, que permitirn suministrar el 60 % del agua caliente nece-saria para abastecer a 25.000 familias, pasando de 3 a 20 ktep4.

Estas ayudas se suman a las subvenciones que ya se estaban ofreciendo para estaenerga y sus destinatarios son las pequeas y medianas empresas, los empresariosautnomos, la Corporaciones Locales y los particulares.

Asimismo, segn el Plan Energtico de la Comunidad de Madrid 2004- 2012, estprevista la construccin de centrales solares termoelctricas que permitan generar6,4 ktep.


4tep: toneladas equivalentes de petrleo: energa liberada por la combustin de 1 tonelada de crudo de petrleo (1 tep = 41,8410

9J).

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Hoy en da, se tiende a utilizar la energa solar trmica, no slo para la produccin deACS y para calefaccin (de aplicacin en edificios de viviendas, comerciales e indus-triales), sino tambin para la produccin de fro. Con ello se busca una alternativa alos sistemas de refrigeracin de alto consumo energtico y aprovechar el mercadoexistente, ya consolidado, de energa solar trmica.

Dos ejemplos se pueden encontrar en la fbrica de BP Solar en Tres Cantos y en laplanta de la empresa Rotartica en Vizcaya.

3.1.6. SOLAR FOTOVOLTAICA

La energa fotovoltaica aprovecha la radiacin solar para producir energa elctrica.Se basa en la absorcin de la radiacin solar por parte de un material semiconductor,que constituye las denominadas clulas fotovoltaicas, provocando un desplazamientode cargas en su interior y originando la generacin de una corriente continua.

Figura 18. Instalacin de energa solar fotovoltaica en IFEMA (Madrid).

Originalmente orientada al suministro elctrico en zonas de difcil acceso para la redde distribucin y con pequeos consumos, est evolucionando hacia:

a) Instalaciones de generacin de gran extensin (Huertas Solares 5) . Existengrandes instalaciones fotovoltaicas que podran considerarse generacin centraliza-da; sin embargo, la mayora tienen potencias bajas y pueden encontrarse conecta-das a la red de baja tensin o aisladas de la red (conectadas directamente a las car-gas) por lo que pueden considerarse incluidas en el concepto de la GD.

5 Las huertas solares (trmino registrado por ACCIONA Solar) son recintos que renen pequeas instalaciones foto-voltaicas de propiedad individual, que optimizan su gestin y rendimiento energtico compartiendo infraestructuras yservicios comunes.


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b) Integracin arquitectnica, siguiendo las indicaciones del nuevo CdigoTcnico de la Edificacin, donde se exige una produccin mnima de energa solarfotovoltaica para todos los nuevos edificios comerciales a partir de Septiembrede 2006. La potencia pico mnima a instalar ser de 6,25 kWp y el inversor ten-dr una potencia mnima de 5 kw Se recogen, adems, ciertas exenciones: cuan-do la produccin elctrica se cubre con otras fuentes renovables, cuando no secuente con suficiente acceso al sol o cuando existan limitaciones no subsanablesderivadas de la configuracin del edificio o de la normativa urbanstica aplicable.

Figura 19. Esquema bsico de conexin de una instalacin fotovoltaica aislada.

Bsicamente, una instalacin fotovoltaica se compone de:

a) Sistema de generacin: consiste en paneles o mdulos compuestos por clulasfotovoltaicas de material semiconductor conectadas entre s, encapsuladas paraformar un conjunto estanco y resistente.

Aunque, por razones de eficiencia, las clulas fotovoltaicas ms utilizadas estnfabricadas en silicio monocristalino (rendimiento 15-17 %), existen otros tipos desemiconductores: silicio policristalino (rendimiento 12-14 %), silicio amorfo (ren-dimiento menor del 10 %), teluro de cadmio (Cd Te), diseleniuro de indio-cobre(Cu In Se2 o CIS) y arseniuro de galio (Ga As), algunos de ellos en periodo deexperimentacin.

El rendimiento de estas clulas viene a ser de entre un 12 % y un 25 % y esmenor cuanto ms alta es la temperatura.

b) Sistema de regulacin de carga: asociado al sistema de acumulacin de energa,controla la carga y descarga de las bateras y las protege frente a la sobrecarga yla sobredescarga.

c) Sistema de acumulacin: se trata de un elemento opcional para sistemas conec-


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tados a la red. El sistema que mejor se adapta a este tipo de generacin es la bate-ra de plomo-cido. sta se encarga de proporcionar energa en horas de baja onula insolacin, almacenar la energa que excede la demanda y satisfacer picos ins-tantneos de demanda.

d) Sistema de interconexin (inversor, protecciones y contador).

Actualmente se estn desarrollando sistemas de generacin hbrida fotovoltaica-eli-ca, fotovoltaica-diesel o fotovoltaica-elica-diesel. La combinacin de diversas fuen-tes de energa renovable y/o energa eficiente basada en el gas natural, apoyadas habi-tualmente en sistemas de almacenamiento de energa, hace posible un aprovecha-miento energtico ptimo de los recursos disponibles.

Figura 20. Paneles fotovoltaicos sobre edificios municipales en Mstoles.

En la Figura 21 se observa la evolucin de la potencia instalada en Espaa y los obje-tivos impuestos en el Plan de Energas Renovables 2005-2010 para el ao 2010.

Figura 21. Potencia fotovoltaica instalada en Espaa (MWp, segn datos del ao 2004). Fuente: IDAE.


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El desarrollo de esta tecnologa ha alcanzado un ritmo de crecimiento del ordendel 50 %.

Durante el ao 2005, Espaa factur ms de 580 millones de euros, consolidndosecomo el segundo mercado europeo (despus de Alemania) y el cuarto del mundo,con 60 MW instalados (hasta septiembre de 2006) y ms de 5.000 instalaciones. Ancon estos crecimientos, la contribucin actual de la energa elctrica de carcter foto-voltaico para cubrir nuestras necesidades energticas es muy pequea. Sin embargo,un apoyo continuado mantendr el crecimiento exponencial y conseguir valoresapreciables en pocos aos, lo que permitir alcanzar el objetivo de 400 MW definidopara el 2010.

La mayor planta fotovoltaica espaola est siendo construida en Sevilla, por la empre-sa Catalana Andaluza de Energas Renovables (Caenre), ocupando ms de 40 hect-reas de terreno y con una inversin de 48 millones de euros. La planta "Huerta Solarde Carmona" tendr una potencia de 6 MW y generar 12 GWh al ao, el equivalen-te al consumo de unos 2.500 hogares (ms del 40 % de la poblacin de la localidad),que se inyectar a la red elctrica para su venta.

Como ya se ha comentado en el apartado anterior, dedicado a la energa solar trmi-ca, la Comunidad de Madrid est llevando a cabo una importante actividad de pro-mocin de la energa solar que se ha traducido en actuaciones tales como la campa-a "Madridsolar", que se desarroll en el ao 2005. A travs de esta lnea de trabajo,la Comunidad de Madrid prev conseguir que se instale una cantidad de paneles foto-voltaicos que permita proporcionar energa elctrica a 25.000 familias para el ao2012. Se conseguir pasar, de este modo, de 0,3 ktep a 2,6 ktep generadas con estetipo de instalaciones energticas.

Actualmente, existen ya en Madrid numerosos ejemplos de integracin de esta tec-nologa en el paisaje urbano de la Comunidad. En el municipio de Alcal de Henaresest situado el edificio Torregarena, que cuenta con una instalacin fotovoltaica ubi-cada en la cubierta y fachada del edificio, con una potencia total de 85 kWp, equiva-lente al consumo de 30 familias.

Cuenta con 948 paneles fotovoltaicos en su fachada (75,8 kWp, lo que supondr unahorro de 85 toneladas de emisiones de CO2 al ao) y 93 mdulos en la cubierta deledificio (9,3 kWp).

Asimismo, la instalacin situada en el Polideportivo Municipal del Ayuntamiento deMiraflores de la Sierra recibi en 2006 el primer premio a la mejor instalacin solarde la Comunidad de Madrid. La instalacin cuenta con 216 paneles fotovoltaicos de159 Wp cada uno y es capaz de generar alrededor de 35.000 kWh al ao, evitando laemisin a la atmsfera de ms de 42 toneladas de CO2 anuales.

Otro ejemplo de este tipo se encuentra en la sede central de Sanitas. Se trata del pri-mer edificio ecolgico de Espaa con una filosofa arquitectnica innovadora basadaen el concepto Green Building (GB), que se aplica a construcciones sostenibles quereducen el consumo de energa en un 60 %.


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Este tipo de construcciones incluyen la utilizacin de productos y materiales recicla-dos y no contaminantes y se basa en un sistema prefabricado reutilizable.

Figura 22. Edificio Bioclimtico de Sanitas (Madrid) Fuente: "Proyectos emblemticos en el mbito de la energa". Comunidad de Madrid.

El edificio incluye 360 paneles de energa solar fotovoltaica con una capacidad de pro-duccin de 30.600 kWh.

Figura 23. Paneles fotovoltaicos en la sede central de Sanitas (Madrid). Fuente: "Proyectos emblemticos en el mbito de la energa".Comunidad de Madrid.

Adems de sus caractersticas tcnicas y medioambientales, resulta atractivo el costetotal del proyecto, que ha supuesto una inversin de 22 millones de euros, slo un 7% ms que el de un edificio tradicional.

3.1.7. RESIDUOS SLIDOS URBANOS

Dado el crecimiento real que se est produciendo en la generacin de residuos urba-nos, se hace necesaria una adecuada gestin de los mismos, apostando por la utiliza-


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cin de mtodos que permitan su reutilizacin o eliminacin en el mayor grado posi-ble, adems de la modificacin de los hbitos sociales para disminuir su produccin.

Figura 24. Vertedero de basura.

Existen varios mtodos para la eliminacin o disposicin final de los residuos slidosurbanos que, con distinto grado de desarrollo tecnolgico, permiten, unos la obten-cin de energa (digestin anaerobia, incineracin, gasificacin o pirlisis y valoriza-cin energtica del gas obtenido, etc.), y otros contribuir directamente a ahorrosenergticos o a la conservacin de los recursos (reciclaje y compostaje).

El vertido controlado o relleno sanitario consiste en el almacenamiento de residuosen terrenos amplios que se excavan y se rellenan con capas alternativas de basura yde tierra compactadas. Posteriormente, una vez sellados, estos terrenos se puedenconvertir en reas recreativas o zonas industriales.

Debido a la descomposicin anaerbica de los desechos orgnicos almacenados, segenera el llamado biogs de vertedero. Su recuperacin energtica, debido a su menorcoste, es el procedimiento ms generalizado en los pases de nuestro entorno.

La incineracin en hornos consiste en quemar los residuos en hornos especiales,reduciendo el volumen de basura y obteniendo gran cantidad de calor que puedeaprovecharse para calefaccin urbana o para generar energa elctrica. El inconve-niente est en los gases que se generan en la combustin (fundamentalmente dixi-do de carbono, xidos de nitrgeno y de azufre y cenizas voltiles) que deben con-trolarse mediante sistemas de lavado y filtrado para evitar la emisin de sustanciastxicas a la atmsfera. ste es el proceso ms utilizado -despus del vertido- en laUnin Europea.

La eleccin de uno u otro mtodo depender, fundamentalmente, de criterios eco-nmicos locales y requerir una clasificacin previa al almacenamiento de los residuosque facilite su tratamiento posterior.


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La Figura 25 muestra la evolucin de la potencia elctrica con residuos slidos urba-nos, as como los objetivos para 2010, segn el Plan de Energas Renovables 2005-2010.

Figura 25. Potencia elctrica con residuos slidos urbanos (MW, segn datos de 2004). Fuente: IDAE.

Para el biogs, la evolucin de la potencia elctrica y los objetivos previstos para elao 2010, se muestran en la Figura 26.

Figura 26. Potencia elctrica con biogs (MW, segn datos de 2004).

Generalmente, las plantas incineradoras de residuos slidos urbanos son de poten-cias mayores de las consideradas como GD en esta gua. Sin embargo, existe algnejemplo de instalaciones de menos de 10 MW. Por ejemplo, en Melilla se consti-tuy en 1993 la sociedad Residuos de Melilla (REMESA) para construir y explotaruna planta incineradora de 2,7 MW de potencia, que permitir tratar todos losresiduos de la ciudad, desde domiciliarios y comerciales, hasta hospitalarios, ascomo tambin aceites usados.

3.1.8. BIOMASA

Se denomina biomasa a toda aquella materia orgnica cuyo origen est en un proce-so biolgico y a los procesos de reciente transformacin de esta materia que se pro-


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duzcan de forma natural o artificial, excluyendo, por tanto, de este grupo a los com-bustibles fsiles, cuya formacin tuvo lugar hace millones de aos.

Al estar constituida bsicamente por carbono e hidrgeno, la energa qumica de lamateria orgnica, producida en las plantas verdes a travs de la fotosntesis, puede sertransformada en energa elctrica, trmica o combustible mediante diversos procesos.

Figura 27. Diversos tipos de biomasa.

Segn su origen, la biomasa se puede clasificar en dos grandes grupos: la biomasavegetal y los cultivos energticos.

Figura 28. Clasificacin de la biomasa [10].


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La Biomasa Vegetal incluye los excedentes agrcolas, constituidos por los productosagrcolas que no emplea el hombre, y la biomasa residual, que incluye:

a) Residuos forestales y agrcolas: se consideran residuos forestales la lea, la made-ra y los desechos madereros. En cuanto a los residuos agrcolas, pueden estarcompuestos por las podas de los olivos, viedos y frutales; por la paja de los cere-ales de invierno (trigo, cebada, etc.) o por residuos de otros cultivos como elcaote de maz.

b) Residuos ganaderos: en este grupo se encuentran el purn, el estircol y los des-echos de los mataderos.

c) Residuos industriales: pueden provenir de industrias forestales, agrcolas (residuosde la industria del aceite de oliva -orujillo-, etc.) o del sector agroalimentario.

d) Residuos Urbanos: residuos slidos urbanos (RSU) y aguas residuales urbanas(ARU).

Los Cultivos Energticos son plantaciones realizadas con la nica finalidad de serutilizadas como fuente de energa (calor) o como materia prima para la obtencin decombustibles (biocarburantes). Se caracterizan, por una parte, por su alta produccinpor unidad de superficie y ao y, por otra, por los pocos requerimientos que exige sucultivo.

Segn el grado de humedad con el que se ha obtenido, la biomasa sigue tratamientosdiferentes, distinguindose, por un lado, los procesos termoqumicos y, por otro, losqumicos y bioqumicos.

Tabla 4. Tratamientos posibles en funcin del tipo de biomasa.

Los procesos termoqumicos se emplean en la conversin de la biomasa seca, quees aquella cuyo grado de humedad es inferior al 60 %.

Dentro de la biomasa seca, se incluyen la biomasa forestal y agrcola, as como losresiduos de la industria agroalimentaria o del sector de la madera.

El proceso termoqumico consiste en la descomposicin trmica de la biomasa endiferentes condiciones de oxidacin:

z Combustin directa: se realiza con exceso de oxgeno, obteniendo calor y vapor.z Gasificacin: se realiza con restriccin en el suministro de oxgeno. Si la gasificacin se

realiza con aire, se obtiene gas pobre y si se realiza con oxgeno, se obtiene gas medio.


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z Pirlisis: se realiza en ausencia total de oxgeno y se obtiene carbn vegetal, gaspobre, gas rico o lquidos piroleosos.

Los procesos qumicos y bioqumicos se emplean para el tratamiento de la biomasahmeda, que es aquella con un grado de humedad mayor del 60 %. En este grupo seincluyen los vertidos biodegradables, las aguas residuales urbanas e industriales, y losresiduos ganaderos. Estos procesos permiten obtener combustibles que se utilizarnpara la produccin de calor o electricidad. Dependiendo del tipo de biomasa y de losproductos que se quieran obtener, se emplear uno u otro mtodo.

Figura 29. Clasificacin de la biomasa hmeda [11]

En general, la biomasa presenta unas caractersticas de combustin inferiores, com-parada con los combustibles fsiles, debido a su baja densidad energtica y alta hume-dad, adems de la imposibilidad de almacenarla durante mucho tiempo porque sedeteriora. Sin embargo, su potencial es lo suficientemente elevado como para justifi-car el estudio y desarrollo de tecnologas que permitan un uso eficiente de la mismacomo fuente de energa.

A pesar de que el aprovechamiento de la biomasa en los pases industrializados es anmuy escaso (del orden del 3-4 %), en los pases en vas de desarrollo constituye laprincipal fuente de energa. Se trata de una tecnologa que favorece el reciclaje deresiduos, contribuyendo a una mayor limpieza de los bosques y disminuyendo as elriesgo de incendio. Sin embargo, la necesidad de grandes superficies de cultivo einfraestructuras de transporte y el estado de desarrollo de la tecnologa hace que sepresenten inconvenientes para su utilizacin masiva.

En Espaa, la utilizacin comercial de biomasa, tanto a partir de cultivos energticoscomo de los residuos agrcolas y forestales, constituye uno de los objetivos priorita-rios dentro del vigente Plan de Energas Renovables 2005-2010.


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La evolucin de la potencia elctrica con biomasa y los objetivos fijados en el Plan deEnergas Renovables para el ao 2010 se muestran en la Figura 30.

Figura 30. Potencia elctrica con biomasa (MW, segn datos de 2004). Fuente: IDAE.

Un ejemplo de utilizacin de la biomasa lo encontramos en Allariz (Orense), dondese construy una planta de cogeneracin con turbina de vapor de 2,35 MW que uti-liza como combustible los residuos forestales de la zona y residuos industriales de losaserraderos y fbricas de tablero de la comarca.

Asimismo, en la Comunidad de Madrid, 150viviendas ya disponen de calefaccin mediantecalderas que emplean como combustible bio-masa tipo hueso de aceituna. La primera calde-ra de este tipo se instal en 2002 en el edificiode la Comunidad de Vecinos de la calle PedroMuguruza, 1. El suministro de combustible serealiza en los meses de calefaccin (aproxima-damente, desde noviembre hasta abril) y seconsumen unas 80 t/ao.

Las cenizas que se producen en la combustin(unos 2,5 dm3/mes) son utilizadas por los veci-nos como abono para las plantas.

Tambin se han instalado este tipo de calderas en viviendas unifamiliares (con poten-cias de unos 60 kW), funcionando en este caso de manera continua para proporcio-nar tanto calefaccin como agua caliente sanitaria.

3.1.9. MICROTURBINAS

Las microturbinas son turbinas de pequeo tamao (25-500 kW) que permiten obte-ner calor y electricidad (cogeneracin) para aplicaciones industriales y comerciales,con eficiencias trmicas en el rango del 50-60 % y elctricas entre el 15-30 %. Setrata de una tecnologa emergente y las ms desarrolladas son las microturbinas de


Planta de aprovechamiento de residuos forestales en Allariz. Cortesade InfoPower. N 59. Septiembre 2003.

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potencia inferior a 200 kW, aunque se estn haciendo grandes avances en las demayor potencia.

Su funcionamiento es similar al de una turbina de gasconvencional con la particularidad de que los ele-mentos adicionales para la generacin elctrica seencuentran acoplados en la propia turbina.

Las microturbinas de gas tienen una aplicacindirecta en la GD, bien como elementos indepen-dientes de generacin, o bien como integrantes deinstalaciones hbridas con pilas de combustibles,micro-cogeneracin o, en el terreno del transporte,vehculos elctricos hbridos.

Un ejemplo de uso de microturbinas para el aprove-chamiento del biogs puede encontrarse en la Plantade Biometanizacin y Compostaje de Pinto, que ges-tiona la empresa pblica Gedesma. Esta planta tratalos residuos orgnicos de la zona sur de laComunidad de Madrid y en ella, tras un proceso rigu-roso de separacin de la materia orgnica del restoque le pueda acompaar, se somete a sta a una

degradacin anaerbica, como la que ocurre en el vertedero, en unas condiciones con-troladas de tal forma que el proceso natural se lleva a cabo de una forma acelerada.

El biogs producido en el proceso de biometanizacin, junto con el extrado del ver-tedero adyacente, se utiliza en motores para generar energa elctrica. As en 2006se han obtenido 86.448.000 kWh, de los cuales 6.651.683 kWh corresponden alobtenido mediante el proceso de biometanizacin.

Esta instalacin es la mayor generadora de energa elctrica de este tipo de las exis-tentes en Espaa y ha sido cofinanciado con Fondos de Cohesin de la UninEuropea.

Otro ejemplo se encuentra en el hotel Atrium, en el aeropuerto Orange County, enCalifornia. En este caso, para aprovechar al mximo el gas natural que se empleabapara calefaccin y agua caliente, se instalaron tres microturbinas de 60 kW (con recu-peracin de calor integrada) para cogeneracin. Con ello, el ahorro en la factura(tanto de gas como de electricidad) ascendi a 139.000 $ anuales, con una inversinde 337.763 $.

3.1.10. PILAS DE COMBUSTIBLE

Las pilas de combustible son dispositivos electroqumicos que transforman la energaqumica de un combustible rico en hidrgeno, en electricidad, agua y calor. Esta trans-formacin tiene lugar por medio de un proceso de electrlisis inversa, aportando ox-geno al ctodo e hidrgeno al nodo en presencia de un electrolito. En el proceso


Figura 31. Microturbina MagnetekCortesa de LABEIN-TECNALIA.

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tambin se generan gases procedentes de la extraccin del hidrgeno del gas naturalu otros combustibles.

Se trata de una tecnologa en fase experimental, pero con un gran potencial dedesarrollo.

Se clasifican por el tipo de electrolito empleado y por la temperatura de trabajo. LaTabla 5 resume los diferentes tipos de pilas existentes (las que estn ms desarrolla-das), atendiendo a estas dos clasificaciones, as como las caractersticas ms impor-tantes de cada una de ellas.

z AFC: alcalinas.z PEMFC: de membrana polimrica.z DMFC: conversin directa de metanol.z PAFC: cido fosfrico.z MCFC: carbonato fundido.z SOFC: xido slido.

Tabla 5. Caractersticas de las pilas de combustible.


Figura 32. Pila de combustible Ballard. Fuente: Ballard(www.ballard.com). Figura 33. Funcionamiento de una pila de combustible PEM.

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Las pilas de combustible estn formadas por "stacks" de conexin modular, por lo quela potencia de salida -tensin y corriente- es adaptable en funcin del nmero demdulos y las conexiones empleadas.

Actualmente, los principales inconvenientes de las pilas son su elevado coste y ladegradacin del electrolito, que no permite alcanzar una vida til en el lmite de larentabilidad. Por otro lado, mantienen una eficiencia constante en un amplio rango decarga (desde el 30 hasta el 100 %), poseen un bajo impacto medioambiental, puestoque no hay combustin a alta temperatura, y su eficiencia mxima terica puede lle-gar a alcanzar, tericamente, el 95 %.

En la base de datos del Fuel Cells 2000 (www.fuelcells.org) se recogen las instala-ciones de pilas de combustible estacionarias existentes en todo el mundo. ParaEspaa, aparecen recogidas ocho instalaciones, de las cuales, cinco son de carbona-tos fundidos (MCFC).

El primer ejemplo de utilizacin de esta tecnologa en Espaa se encuentra, desde2003, en Cartagena, que cuenta con una instalacin de trigeneracin a partir de unapila MCFC alimentada con gas natural. El proyecto fue desarrollado por la empresaIZAR y la potencia instalada es de 250 kW, con un rendimiento energtico globalsuperior al 85 %.

Por otro lado, la instalacin de mayor tamao se instal en diciembre de 2004 en SanAgustn de Guadalix, y tiene 500 kW.

3.1.11. TECNOLOGAS EMERGENTES

MARINA

La energa marina comprende el aprovechamiento de la energa cintica de las olas -producida por la accin del viento-, la energa cintica de las corrientes y el desnivel


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de las mareas -debidas a efectos gravitatorios- y la energa trmica debida al gradien-te de temperatura existente a diferentes profundidades como consecuencia de lairradiacin solar.

Esta tecnologa an presentabajo grado de desarrollotecnolgico y elevados cos-tes de instalacin.

As, los tipos de aprovecha-miento energtico de laenerga del mar son:

a) Energa de las mareas(mareomotriz): se basaen el movimiento peridi-co alternativo de ascen-so-descenso del nivel delmar debido a la fuerza de atraccin gravitacional entre la Tierra y la Luna. Su rendi-miento es de un 25 % y su principal inconveniente es el reducido nmero de horasen que se puede utilizar. En el estuario del ro Rance (Francia), EDF (principal empre-sa generadora y distribuidora de electricidad en Francia) instal una central de estetipo, con una produccin media de unos 500.000 kWh al ao.

b) Energa de las corrientes marinas: se basa en aprovechar el flujo de la corrientemarina para generar electricidad. Uno de los mtodos usados consiste en utilizarla corriente para hacer girar un rotor, de manera anloga a como lo hacen losaerogeneradores elicos. Para ello, se emplean las llamadas turbinas marinas.

c) Energa de las olas (undimotriz): aprovecha la accin del viento sobre la superfi-cie del mar que provoca el movimiento del agua en forma de olas. Se trata de unrecurso de densidad energtica dbil, con lo que su explotacin se hace difcil apesar de que existen unas 600 patentes registradas desde 1973. Estas tecnolog-as son de aplicacin tanto en la costa (columna de agua oscilante, etc.) como fuerade ella (Pelamis, OPT, etc.).


Figura 34. Fuente primaria de la energa marina.

Figura 35. Pelamis. Sistema desarrollado por OPD (OceanPower Delivery). Fuente: www.oceanpd.com.

Figura 36. Columna de agua oscilante (OWC). Proyecto LIMPET(Escocia). Fuente: Wavegen (www.wavegen.co.uk).

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d) Energa trmica ocenica (maremotrmica): aprovecha las diferencias de tempe-ratura del agua, entre la superficie y las profundidades, para producir energaelctrica. El agua superficial acta, en este caso, como fuente de calor, mientrasque el agua extrada de las profundidades acta como refrigerante. El gradientetrmico mnimo aprovechable es de 18 C, que es el que se alcanza en zonas pr-ximas al trpico (a 1 kilmetro de profundidad). El rendimiento de esta instala-cin apenas supera el 2 % y no existe ninguna en la actualidad.

En el puerto de Mutriku (Guipzcoa) se han comenzado las obras para la instalacinde la primera planta del Pas Vasco de produccin de electricidad a partir de la ener-ga de las olas. La tecnologa empleada es la columna deagua oscilante, que es la tcnica ms desarrollada en laactualidad. Tendr una potencia de 480 kW y se generarnunos 970 MWh, equivalente al consumo domstico anualde 1.000 personas, evitando la emisin de 1.000 toneladasde CO2 a la atmsfera.

Otro ejemplo de utilizacin de este recurso, comenzar afuncionar en breve en el municipio de Santoa (Cantabria). Setrata de una planta experimental que emplear un sistema(desarrollado por la empresa Ocean Power Technologies)compuesto por 10 boyas de 125 kW cada una, suministrandoenerga a unas 1.500 familias del municipio.

Por ltimo, el proyecto OCEANTEC es un proyecto deinvestigacin que, desde enero de 2005 y durante 5 aos,tratar de desarrollar una actividad tecnolgica para gene-rar un sector industrial en energa maremotriz, aprove-chando as el potencial maremotriz del estado y, en con-creto, el de la costa cantbrica que est entre los mayoresdel mundo. Oceantec est liderado por la divisin de Energa de Tecnalia y rene aempresas del sector de la energa y del sector marino, as como a instituciones pro-vinciales, regionales y estatales.

GEOTRMICA

La energa geotrmica consiste en el aprovechamiento del calor acumulado en rocaso aguas que se encuentran a elevada temperatura en el interior de la Tierra. La ener-ga trmica de un yacimiento es extrada haciendo circular agua o vapor a su travs,transportando as el calor almacenado en las zonas calientes hasta la superficie. Sloes aprovechable en lugares muy concretos del planeta.

De acuerdo con el Instituto Geolgico y Minero de Espaa (IGME), se trata de unafuente de energa renovable abundante y de explotacin viable, tcnica y econmica-mente y su existencia en nuestro subsuelo est probada.

Dependiendo del nivel trmico del fluido, hay tres formas de aprovechamiento. Losprocesos de alta temperatura (entre 150 y 400 C) se emplean para la produccin


Figura 37. Sistema desarrollado por OPT (OceanPower Technologies).

Fuente: www.oceanpowertechnologies.com.

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directa de electricidad. Los de media temperatura (entre 70 y 150 C) se puedenemplear para producir electricidad mediante el uso de ciclos binarios, con aplicacinen procesos industriales. Por ltimo, los de baja temperatura (por debajo de 70 C)se emplean en usos directo del calor, como calefaccin de viviendas, procesos indus-triales, usos agrcolas, y cuando la temperatura es muy baja (20-30 C), agua calientesanitaria y aire acondicionado con el empleo de bomba de calor.

Figura 38. Potencial geotrmico en Espaa.Fuente: Instituto Geolgico y Minero de Espaa.

Se dan pocos ejemplos de utilizacin de este tipo de energa en Espaa, a pesar deque existen almacenes con posibilidad de explotacin, y slo se explotan actualmen-te los yacimientos de baja temperatura. Segn un estudio realizado por el InstitutoGeolgico y Minero [25], las zonas que presentan un mayor inters para la explota-cin de la energa geotrmica son: Jaca, Alicante, Murcia, Cartagena y Almera (demedia temperatura); y Madrid, Guadalajara, zona oriental de la cuenca del Duero,Burgos, Valladolid, Palencia, Lrida, Fraga, Huelva, Cdiz, Sevilla, Valencia y Cuenca(de baja temperatura). En cuanto a yacimientos de alta temperatura, el nico rea conposibilidades se localiza en el archipilago volcnico de las Islas Canarias.

En Durango (Vizcaya), el Centro Metalrgico de Investigacin Azterlan ya dispone deuna instalacin geotrmica para la climatizacin del edificio. La tecnologa se denomi-na intercambio geotrmico, geotermia solar o geointercambio y consiste en un siste-ma de bomba de calor utilizando el subsuelo como foco fro en verano y caliente eninvierno.

De esta forma, se pueden obtener ahorros de hasta un 70 % en modo calefaccin yde un 50 % en refrigeracin, reduciendo considerablemente las emisiones de CO2derivadas del uso de combustibles fsiles para la climatizacin.


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3.2. SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO ENERGTICO

La variabilidad temporal de las fuentes de energa renovable hace indispensable la uti-lizacin de sistemas de almacenamiento que permitan disponer de energa de formacontinua. Estos sistemas permiten colaborar en el seguimiento de la demanda porparte de la generacin, evitando el arranque de grupos trmicos en emergencias bre-ves, cubriendo las irregularidades de suministro y optimizando la planificacin de lossistemas de generacin.

Asimismo, es posible reducir la demanda mxima y optimizar los consumos, despla-zndolos a horas en que el precio sea menor.

A la hora de elegir un sistema de almacenamiento, habr que tener en cuenta diver-sos aspectos:

z Capacidad de almacenamiento adecuada.z Potencia aportada.z Respuesta suficientemente rpida, modulada y controlada.z Vida til suficiente para reducir la amortizacin.z Costes de mantenimiento y consumibles reducidos.z Coste compatible.z Bajo impacto ambiental.

Mejor: *****. Medio: ***. Peor: *.

Tabla 6. Puntos fuertes y dbiles de los diversos sistemas de almacenamiento.

Las caractersticas y aplicaciones de los diferentes sistemas de almacena-miento se resumen en la Tabla 7.


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Tabla 7. Caractersticas y aplicaciones de los diferentes sistemas de almacenamiento.

Los sistemas de almacenamiento ms desarrollados y utilizados son lasbateras, bombeo, almacenamiento trmico, aire a presin y volantes deinercia.

Las bateras electroqumicasconstituyen el sistema clsico dealmacenamiento de energa elc-trica en forma de corriente conti-nua, basado en reacciones de oxi-dacin-reduccin que tienen lugaren los electrodos separados por unelectrolito.

Las ms extendidas en el mercadoson las bateras de plomo-cido.


Figura 39. Bateras electroqumicas. Cortesa de LABEIN-TECNALIA.

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Dentro de la categora plomo-cido, las de plomo-antimonio, plomo-selenio y plomo-calcioson las ms comunes. Los electrodos son de plomo y xido de plomo y el electrolito esthabitualmente constituido por una disolucin de cido sulfrico en agua, por lo que generagases y requiere un mantenimiento peridico aadiendo agua.

Los inconvenientes ms importantes de este tipo de bateras son su baja energa especfica,ciclo corto de vida, limitaciones con la temperatura, problemas de corrosin en las pletinaspositivas y la imposibilidad de recuperacin una vez que la descarga desciende por debajodel 80 % de la carga total.

Otro tipo de bateras disponible en el mercado son las de nquel-cadmio. stas no tienen losinconvenientes de las bateras de plomo-cido; sin embargo, su gran problema es la alta toxi-cidad del cadmio y su elevado coste.

En la actualidad, las tecnologas en desarrollo se centran en la utilizacin del litio, bien enforma de litio-in o litio-polmero, y el Ni-HM, pero su coste es todava elevado.

Los sistemas de bombeo de agua o hidrobombeo permiten el almacenamiento de ener-ga en forma de energa potencial, utilizando para ello dos depsitos de agua a diferente altu-ra. Durante los periodos de baja demanda de electricidad, el agua es elevada del depsitoinferior al superior, mientras que durante las horas pico su funcionamiento es como el de unacentral hidroelctrica convencional, dejando caer el agua y generando electricidad.

La principal limitacin de este sistemaes el nmero reducido de lugaresapropiados para la construccin de losdepsitos.

En los sistemas de almacenamientotrmico se aprovecha el calor de unmedio de almacenamiento para guar-dar el calor. Se utilizan, por ejemplo,lechos de roca, agua caliente, lquidosorgnicos, metales, ladrillos, sales, etc.

Durante las horas de baja demanda, se almacena el calor que se va a utilizar al da siguientey que se produce consumiendo electricidad en horas en que el precio es ms bajo. Tieneaplicacin, sobre todo, en el sector residencial.

En el sistema de aire comprimido (CAES - Compressed Air Energy Storage), el aire aalta presin es almacenado en depsitos bajo tierra naturales o artificiales (minasabandonadas, cavidades rellenas con soluciones minerales, acuferos, etc.) durante lashoras de baja demanda. Posteriormente, en las horas pico, el aire almacenado seexpande, moviendo un turbogenerador.

Los volantes de inercia o flywheel permiten el almacenamiento de energa en formade energa cintica de rotacin mediante el giro permanente de una masa (volante),aumentando la energa almacenada a medida que aumenta la velocidad de giro del


Figura 40. Sistema de almacenamiento por hidrobombeo [27].

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volante. Para generar electricidad, los volantes giratorios se conectan a un motor-genera-dor.

3.3. SISTEMAS DE INTERCONEXIN A LA RED

Muchos equipos de generacin distribuida operan en paralelo con la red elctrica, para lo cualnecesitan estar conectados a ella de forma adecuada. El sistema de interconexin est forma-do por una serie de equipos (hardware y software) que permite realizar la conexin fsica delgenerador distribuido y los equipos de almacenamiento con la red elctrica (normalmente, lared de distribucin local) y con las cargas locales (consumidores). Proporciona acondiciona-miento y conversin de la energa (en caso necesario), proteccin, monitorizacin, control,medida y despacho de la unidad de GD.

Cabe sealar, no obstante, que algunos equipos de GD no se conectan a la red, trabajandoen todo momento en "modo aislado".

En el primer caso, la complejidad de la conexin depender del nivel de interaccin que senecesite entre los generadores, las cargas y la red elctrica, permitiendo:

z Operar el equipo de GD como la principal fuente de energa y comprar energa al siste-ma en las horas en que se produzcan picos de demanda.

z Obtener energa de la red en caso de que se produzca una indisponibilidad en el sistemade GD.

z Exportar energa, proporcionar servicios auxiliares al sistema elctrico o vender energaen el mercado liberalizado.

z Mejorar la fiabilidad proporcionando una fuente de energa alternativa.

3.3.1. ARQUITECTURAS Y COMPONENTES

Los componentes de un sistema de interconexin se resumen en la Figura 41 y en la Tabla 8.

Figura 41. Sistema de interconexin [17].


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Tabla 8. Componentes del sistema de interconexin.


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3.3.2. LEGISLACIN, REQUISITOS Y RECOMENDACIONESPARA LA INTERCONEXIN

La interconexin de sistemas de GD a la red elctrica est especificada en Espaa enel siguiente conjunto de textos legales:

z Orden del 5 de Septiembre de 1985 por la que se establecen normas administra-tivas y tcnicas de funcionamiento y conexin a las redes elctricas de centraleshidroelctricas de hasta 5000 kVA y centrales de autogeneracin elctrica.

z RD 1663/2000, de 29 de Septiembre, sobre conexin de instalaciones fotovoltaicasa la red de baja tensin.

z RD 436/2004, de 12 de Marzo, por el que se establece la metodologa para laactualizacin y sistematizacin del rgimen jurdico y econmico de la actividad deproduccin de energa elctrica en rgimen especial.

Adems, las compaas elctricas tienen sus propios requisitos que cualquier unidadde GD debe cumplir para poder conectarse a su red.

Estos documentos legales y normativos desarrollan unos requisitos de conexin refe-ridos fundamentalmente a:

a) Regulacin de tensin: se trata de equipos y procesos que permiten al operadorde la red elctrica de distribucin mantener una tensin ms o menos constantea pesar de las variaciones que se producen normalmente por cambios en las car-gas, variabilidad de las fuentes primarias de energa (sol, viento, flujo de agua,etc.).

b) Integracin con la puesta a tierra de la red de distribucin: las unidades de GDdeben estar conectadas a tierra siguiendo las recomendaciones que les sean deaplicacin para evitar sobretensiones a lo largo de la lnea.

c) Desconexin del sistema ante interrupciones en la red elctrica distribuida: encaso de que se produzca un suceso de estas caractersticas, el equipo de GD nopuede suministrar corriente, y en consecuencia, electrizar la lnea de la compaade distribucin. De esta forma, se permite, entre otras cosas, la reposicin de lalnea del evento que caus la interrupcin.

d) Sincronizacin del sistema de GD con la red de distribucin: la salida de la unidadde generacin debe tener la misma tensin, frecuencia y ngulo de fase que la redelctrica a la que se quiere conectar.

e) Por ltimo el equipo de GD, como cualquier carga que est conectada en para-lelo en la red elctrica, no puede inyectar armnicos, ni corriente continua porencima de unos umbrales definidos.


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FACTORES FACILITADORES Y BARRERASPARA EL DESARROLLO DE LAGENERACIN DISTRIBUIDA4

4.1 FACTORES FACILITADORES

El espectacular incremento en la demanda energtica, unido a las restricciones quelos Estados imponen en materia medioambiental a la construccin de nuevas centra-les de produccin y la ampliacin de la infraestructura del actual sistema de potencia,constituyen factores decisivos en la apertura del mercado a un nuevo escenario.

El desarrollo actual de la GD y la aceleracin que, previsiblemente, va a experimen-tar en los prximos aos tienen su fundamento en una serie de situaciones y medidasadoptadas que actan de forma conjunta como plataforma de lanzamiento de unnuevo modelo de negocio:

a) Reestructuracin del sector elctrico, que elimina la planificacin centralizada yestablece la libre competencia de la generacin.

En la Unin Europea, la Directiva 96/92/CE del Parlamento Europeo y delConsejo del ao 1996 (derogada, en el 2003, por la Directiva 2003/54/CE),ha obligado a los Estados Miembros a llevar a cabo iniciativas dirigidas a laapertura del mercado elctrico hasta alcanzar la completa liberalizacin.

Cabe destacar, no obstante, que actualmente el proceso de apertura delmercado en los pases miembros de la Unin Europea ofrece una visin des-igual. Slo nueve de los 25 pases que la forman tienen su mercado elctri-co completamente liberalizado, entre ellos, Espaa. En cualquier caso, estaliberalizacin deber hacerse efectiva en todos ellos a medio plazo.

Dichas polticas de liberalizacin conducen a la divisin en la explotacin delsistema entre los diferentes participantes: gestin de red, distribucin ygeneracin, abriendo el mercado a los autoproductores y a la introduccinde nuevos agentes que intervengan de forma activa en el mercado. Estaseparacin promueve la aparicin de nuevos competidores en generacin yla apertura de las redes de transporte y distribucin.

b) Saturacin de la capacidad del actual sistema de potencia ante demandas fuerte-mente crecientes. Problemas de ubicacin de las grandes centrales y ampliacinde la infraestructura actual del sistema de potencia.

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En Espaa, el crecimiento de la demanda de energa elctrica que ha tenido lugar enlos ltimos aos ha sido muy superior que el crecimiento econmico. Esta tenden-cia conlleva la saturacin de las infraestructuras existentes y la necesidad de adaptar-las a las previsiones.

Sin embargo, la construccin de nuevas lneas de transporte y distribucin, subesta-ciones y nuevas centrales de generacin se enfrenta actualmente a un crecienterechazo social, lo que hace cada vez ms difcil la ampliacin del actual sistema elc-trico.

Una alternativa a este problema se puede encontrar en la GD que permitira cubrirlos picos de la demanda y evitar las interrupciones de suministro que preocupan alos responsables del sistema y a la sociedad en general. Contribuye, por tanto, a unamayor seguridad global en el suministro de energa y facilita la planificacin del abas-tecimiento frente a previsiones inciertas de demanda.

c) Reduccin de prdidas en la red y del coste asociado a las infraestructuras que la soportan.

Aproximadamente el 30 % de la inversin de las compaas elctricas se dedica acubrir costes de transporte y distribucin y las prdidas de potencia que se produ-cen en las lneas, debidas al transporte de la energa, se estiman en un 7-10 % depromedio con respecto a la potencia total generada, alcanzando un 14 % en horaspunta. La GD, al estar conectada en puntos ms cercanos al consumidor, reduceestas prdidas, aunque los efectos pueden variar dependiendo de las caractersticaspropias de la red, de su topologa, de la ubicacin de los generadores y de cuanto segenera en cada momento.

Asimismo, como ya se ha comentado, el crecimiento de la demanda energtica con-lleva la necesidad de extender el sistema de distribucin y reforzar las lneas existen-tes. Esto supone un coste muy alto que, en ocasiones, resulta inviable econmica-mente frente a la posibilidad de incorporar nuevos sistemas aislados de produccino la creacin de microrredes de distribucin asociadas.

d) Avances tecnolgicos en el desarrollo de las fuentes alternativas de generacin y reduccinde costes.

La necesidad de incrementar la capacidad del actual sistema elctrico y las dificulta-des para construir nuevas grandes centrales o lneas de transporte y distribucin hanimpulsado el desarrollo de equipos de generacin a pequea escala que ofrecen unasolucin innovadora a estos problemas. El vertiginoso desarrollo tecnolgico queestn experimentando estos equipos constituye uno de los factores clave en el"boom" de la GD pues ha permitido aumentar la eficiencia de las tecnologas emple-adas y su fiabilidad, al tiempo que permiten reducir sus costes de instalacin, opera-cin y mantenimiento.

e) Conservacin de las fuentes de energa bsicas: petrleo, carbn y gas natural.

El actual sistema energtico est agotando las reservas de combustible. A esca-la mundial, aproximadamente el 93 % de la energa consumida por el hombre


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proviene combustibles fsiles -carbn, petrleo y gas natural- y de la energanuclear, cuya utilizacin masiva conduce al agotamiento de sus reservas. Alritmo de consumo actual, estas fuentes de energa terminarn agotndose odejarn de ser econmicamente rentables a medio plazo. Se prevn lossiguientes plazos de agotamiento de las reservas existentes:

z Carbn: 200-250 aos.z Uranio: 70-90 aos.z Gas natural: 60-80 aos.z Petrleo: 40-50 aos.

La bsqueda y explotacin de nuevas fuentes de energa primaria es, portanto, un compromiso vital para salvaguardar el futuro de las generacionesvenideras. Es aqu donde entran las fuentes de generacin distribuida que uti-lizan recursos renovables como alternativa a los recursos agotables.

f) Autonoma energtica.

La crisis del petrleo de 1973 elev el precio del barril de petrleo de formaespectacular, el cual ha mostrado desde entonces un comportamiento inesta-ble. Esto ha provocado una creciente toma de conciencia sobre los aspectosreales del problema energtico y ha despertado el inters en diversificar lasfuentes de energa y fomentar el autoabastecimiento.

Actualmente, la dependencia energtica de las importaciones de Espaa sesita en el 80 %, por encima de la media europea (50 %). Se trata, por tanto,de buscar y explotar fuentes de energa autctonas, que permitan reducir ladependencia exterior en materia energtica.

La GD ofrece una estructura productiva ms amplia que contribuye a la diver-sificacin energtica y potencia los recursos autctonos.

g) Reduccin de las emisiones de gases de combustin derivada de los objetivos esta-blecidos en el Protocolo de Kyoto. Potenciacin de la utilizacin de fuentes de ener-ga renovable.

De la transformacin, transporte y uso final de la energa se derivan importan-tes efectos medioambientales como es el cambio climtico. Para paliar en loposible sus consecuencias, 36 pases industrializados firmaron en 1997 elProtocolo de Kyoto, cuyo principal objetivo es la reduccin global de las emi-siones de gases de efecto invernadero en el periodo 2008-2012.

Con la produccin descentralizada de energa elctrica se logra, en el caso delas energas renovables, la eliminacin del impacto medioambiental de lageneracin de energa elctrica. Por otro lado, mediante la utilizacin de equi-pos de cogeneracin, la eficiencia en el uso del combustible se incrementa, loque provoca una reduccin indirecta de las emisiones de gases de efectoinvernadero.


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h) Requisitos de continuidad en el servicio.

La fiabilidad del suministro afecta a todos los procesos industriales y, de mane-ra especial, a sectores como el de la informtica y las telecomunicaciones,donde cualquier indisponibilidad de suministro elctrico puede causar grandesprdidas en sus procesos productivos.

El sistema actual de potencia est diseado para proporcionar un 99,97 % dedisponibilidad de servicio (equivalentes a unas 2,6 horas al ao fuera de servi-cio). La creacin de microrredes locales permiten alcanzar un 99,99 % de fia-bilidad (o de "cuatro nueves"). Sin embargo, la alta tecnologa en los procesos deproduccin y en las empresas de servicio demanda fiabilidades mayores (dehasta seis y nueve nueves) que es posible alcanzar con la GD.

i) Favorece el desarrollo de regiones aisladas y la inversin privada.

La generacin de energa elctrica mediante energas renovables es muy apropiadapara su implantacin en zonas aisladas, a las que la red de transporte y distribucinactual no llega. Esto favorece el desarrollo regional homogneo de todo el pas.

Por ltimo, la produccin descentralizada de energa elctrica representa unamayor oferta de posibilidades de inversin para la iniciativa privada, que, de estaforma, puede penetrar ms fcilmente en el negocio de la generacin. Estehecho ha dado lugar, en los ltimos aos, a una fuerte inversin privada enInvestigacin y Desarrollo de nuevas tecnologas.

4.2. BARRERAS

Hasta ahora, se ha presentado un panorama muy esperanzador para el desarrollo de la GD,que nos lleva hacia un nuevo modelo de negocio del sector elctrico en el que los sistemasde micro- y mini-generacin a partir de fuentes de energa renovable y las tecnologas deahorro y eficiencia energtica se muestran imprescindibles para satisfacer plenamente losrequisitos, cada vez ms exigentes, de los diferentes tipos de usuarios que demandan ener-ga elctrica de alta calidad y fiabilidad.

Sin embargo, no todos los factores y agentes implicados contribuyen en la misma medidaen el desarrollo de sistemas que promuevan iniciativas en el sector de la GD. Existen unaserie de barreras que impiden la implantacin masiva de este tipo de instalaciones. Las msimportantes son las barreras tcnicas, econmicas y regulatorias.

Por un lado, existen barreras tcnicas, que incluyen las relacionadas con el nivel de des-arrollo de las tecnologas y con la interconexin de los sistemas de generacin a las redesde distribucin.

La falta de madurez de algunas tecnologas se traduce en menores eficiencias, fiabilidad,tiempo de vida, etc., y supone una barrera a su implantacin que puede ser reducida incre-mentando la investigacin y el desarrollo tecnolgico e implementando proyectos dedemostracin, etc.


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Asimismo, en el caso concreto de las tecnologas de GD renovables, su produccin depen-de de la disponibilidad del recurso renovable, el cual tiene, generalmente, variaciones ale-atorias, lo que la hace bastante "impredecible".

Por ello, dicha produccin puede variar mucho durante su operacin y se pueden produ-cir desvos significativos en los programas de compra de energa de las distribuidoras. En elcaso de las tecnologas de GD no renovables (cogeneracin), la produccin de energa elc-trica tambin puede verse afectada, en este caso, por las necesidades de energa trmicadel propietario del equipo. Todo ello puede constituir una barrera para que la generacindescentralizada se incorpore a los mercados de energa.

Las barreras de interconexin incluyen las exigencias de las compaas distribuidoras diri-gidas a la compatibilidad con la explotacin de la red (especificaciones relativas a calidad desuministro, fiabilidad y continuidad, seguridad, medida, distribucin local y control). Lasredes de distribucin no estn preparadas tcnicamente para conectar GD, pues fuerondiseadas para conectar cargas, no generadores. Es por esto que la conexin de dichosgeneradores puede acarrear problemas de estabilidad, fiabilidad, flujos bidireccionales, etc.Es necesario, por tanto, adoptar normativas tcnicas de interconexin que aseguren la fia-bilidad, seguridad y calidad del suministro y acelerar el desarrollo de los sistemas y tecno-logas de control en GD.

Hoy en da, a pesar de que existen reglamentaciones que definen los requisitos procedi-mentales y contractuales, los criterios de conexin exigidos por las distribuidoras son anmuy restrictivos, debido, sobre todo, a la falta de experiencia con este tipo de generacin.

Esto hace que muchas veces los criterios aplicados sean redundantes y se produzcansobrecostes innecesarios.

Por otro lado, estn las barreras econmicas. La falta de madurez de algunas tecnolog-as y la poca difusin que ello conlleva, hacen que los costes de la inversin inicial, as comoel mantenimiento posterior, se disparen, resultando en una traba a su penetracin. Todoesto, implica plazos de amortizacin muy altos que se traducen en un mayor riesgo para elinversor.

Un mayor esfuerzo de investigacin y desarrollo tecnolgico y herramientas especficas definanciacin de proyectos, subvenciones, primas e incentivos fiscales pueden ayudar a redu-cir riesgos y difundir la GD.

Asimismo, los efectos resultantes de la instalacin de generadores distribuidos (aumento odisminucin de prdidas, mejoramiento o empeoramiento de la calidad de suministro,inversiones evitadas o necesidad de realizar nuevas inversiones, etc.) pueden dar lugar aahorros o sobrecostes cuyo reparto puede influir positiva o negativamente a la hora deestudiar la viabilidad de un proyecto de GD.

Por ltimo, las barreras regulatorias incluyen los problemas existentes a la hora de obtenerlicencias de instalacin (problemas medioambientales, sociales, etc.), que involucran enmuchos casos a autoridades locales, regionales y nacionales, haciendo el proceso largo ytedioso. Convendra, por tanto, agilizar estos procesos de resolucin de propuestas.


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La penetracin y crecimiento de la Generacin Distribuida, est muy ligada a las ener-gas renovables y otras tecnologas de alta eficiencia como la cogeneracin.Adicionalmente, las prdidas netas del sistema elctrico derivadas de la lejana entrelas fuentes generacin centralizada y los puntos de consumo, se estiman en un 7-10% del total consumido. La GD entendida como generacin junto a las fuentes de con-sumo, conlleva importantes reducciones en estas prdidas.

Se puede afirmar por tanto, que la GD, tanto por las tecnologas de generacin queutiliza, como por la reduccin de prdidas de transporte y distribucin que conlleva,es un factor clave de cara a cumplir los compromisos adquiridos en materiamedioambiental, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero y el con-sumo de combustibles fsiles.

En 2004, el consumo de energas renovables evit la emisin a la atmsfera de entre62 y 31 millones de toneladas de CO2 (segn se considere la sustitucin de carbn ogas). En trminos econmicos, considerando a 15 la tonelada de CO2, supondraentre 930 y 470 millones de euros.

El Protocolo de Kyoto, aprobado el 10 de diciembre de 1997 en la Cumbre deKyoto, obliga a los pases industrializados a limitar las emisiones de seis gases de efec-to invernadero en el periodo 2008-2012:

z CO2 (Anhdrido carbnico o dixido de carbono).z CH4 (Metano).z N2O (xido nitroso).z HFCs (Hidrofluorcarburos).z PFCs (Perfluorcarburos).z SF6 (Hexafluoruro de azufre).

El Protocolo entr en vigor el 16 de febrero de 2005 en 141 pases, obligando a susfirmantes a reducir, para 2012, sus emisiones de gases invernadero en un 5,2 % res-pecto de las de 1990. El objetivo de reduccin y/o limitacin del conjunto de gasesde efecto invernadero regulados se entender como la media de emisiones anualesen los cinco aos que cubre el periodo 2008-2012, para evitar las distorsiones quepudieran producirse en un ao de dicho perodo por causas imprevisibles (sequa,


ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES5

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etc.).El xito del Protocolo ser relativo debido a la negativa a ratificarlo de Estados Unidos,principal emisor del mundo, con un 25 % del total. S lo ratificaron, sin embargo, los 15pases de la Unin Europea, Japn (segunda potencia econmica mundial) y otros grandesemisores como Bulgaria, Eslovaquia, Estonia, Hungra, Islandia, Letonia, Rumania yRepblica Checa.

Tras la firma del Protocolo, la Unin Europea ha asumido el compromiso de reducir susemisiones en un 8 % con respecto a las emisiones del ao 1990. Antes de la ratificacinde dicho Protocolo, se produjo un acuerdo interno sobre el reparto del citado compro-miso entre los quince pases de la Unin Europea ("burden sharing"). Segn este reparto,Espaa puede aumentar sus emisiones un 15 % respecto a lo que emita en el ao 1990.

Tabla 9. Reparto de emisiones en la Unin Europea.

Hasta ahora, el Protocolo no

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