Crecimiento de las energías renovables: un desafío tecnológico para los sistemas eléctricos

Un blackout o apagón, no uno menor sino uno generalizado para España y Portugal. Este es el evento que ocurrió el lunes 28 de abril en la península ibérica sobre mediodía. Aproximadamente a las 12.32h., y durante 5 segundos, desaparecieron de la red 15 GW de potencia de generación conectada, más o menos el 60 % de lo necesario para satisfacer la demanda de ese momento, desencadenando, por efecto dominó, un apagón total.

El evento dejó tras de sí daños materiales y personales: varias personas fallecieron por causas directas o indirectas del apagón y otras se vieron damnificadas. Los expertos en economía tratan de cifrar las pérdidas asociadas y consideran que, como poco, serán unos 1.400 millones de euros. La CEOE las estima en un 0,1% del PIB. Ambos valores son bastante aproximados entre sí, pero habrá que esperar antes de poder tener cifras más precisas.

¿Qué falló?

Llevará meses determinar exactamente qué fue lo que falló. Cualquier explicación prematura será parcial, probablemente incorrecta y carente de la verificación necesaria. Hay que compilar los datos, revisarlos y tener en cuenta todos los pormenores del día.

Y no es una tarea fácil. La red eléctrica española es una malla con aproximadamente 70.000 puntos críticos: 60.000 centrales de generación y 10 000 nodos de conexión. La revisión pormenorizada del sistema que provee de energía alterna (que oscila a 50 Hz) llevará tiempo. El hecho de que la energía en corriente alterna oscile nos dice que es una onda periódica y que da 50 vueltas en un segundo (50 Hz = 50 1/s, por definición de la unidad Hertzio). Es decir, cada 0,02 segundos la onda cíclica de transmisión de electricidad da una vuelta completa. Por eso, 5 segundos, los 5 famosos segundos en los que ocurrió el incidente, son una eternidad en términos eléctricos.

En rueda de prensa, los responsables de Red Eléctrica (Redeia) han comunicado que –con los primeros datos en la mano y tras análisis previos– parece que el apagón puede atribuirse a una desconexión masiva de potencia al sistema eléctrico español en el suroeste del país, presumiblemente de energía renovable. A priori se ha descartado el ciberataque como causa.

Una investigación detallada

Pese a las declaraciones de los responsables técnicos, el presidente del Gobierno, Pedro Sánchez, anunció que se va a hacer una investigación detallada del evento, sin descartar ningún escenario posible. Y es que la seguridad nacional pasa primero por la seguridad energética: esto se ha hecho más evidente todavía después del apagón.

En este sentido, la patronal fotovoltaica, UNEF, aclaró que «la energía inyectada a la red el lunes 28 se programó el día anterior y se estaba cumpliendo con la programación prevista». Además, añadió: «Las plantas fotovoltaicas no se desconectaron voluntariamente, sino que fueron desconectadas de la red». La asociación recuerda que la fotovoltaica ha suministrado en otros momentos más energía que este pasado lunes, cumpliendo siempre los objetivos establecidos de generación.

Sin embargo, cabe plantear que, si los sistemas son redundantes y la red está preparada para la zonificación de las caídas de tensión, el sistema no se debería haber ido al cero total. Esto es algo que debe mirar el supervisor del sistema según se avance en la investigación.

Efecto combinado

Pese a no poder anticipar las causas de este siniestro, sí ha habido voces que, antes de este episodio, dejaron patente su preocupación por la fragilidad del sistema eléctrico. Tanto en el Informe 2024 de Red Eléctrica como en varios avisos previos, se advirtió del peligro hipotético de desconexiones de generación severas por el efecto combinado de:

1. La elevada penetración de las energías renovables en el sistema, contando también las instalaciones de autoconsumo que, al ser más pequeñas, tienen menor capacidad de adaptación ante perturbaciones.
2. El cierre de centrales de generación convencional (carbón, ciclos combinados de gas y nuclear), que haría al sistema eléctrico más frágil y menos inerte ante imprevistos o pérdida de sincronía.

Un sistema síncrono

En un sistema eléctrico, todos los generadores productores de electricidad deben girar a la misma velocidad: 50 Hz. Así se mantiene estable el suministro. Hay una serie de tecnologías tradicionales que usan generadores síncronos con grandes masas rotatorias que, en caso de alteraciones en la generación o demanda, son capaces de amortiguar estos cambios y dar estabilidad a la red (hidráulica, ciclo combinado, nuclear, carbón, etc.).

Sin embargo, la energía solar y la eólica no generan electricidad acopladas a grandes masas mecánicas que giran a 50 Hz, sino mediante dispositivos electrónicos (asíncronos), sin aportar inercia rotacional al sistema, por lo que no estabilizan sus frecuencias de la misma forma que los generadores síncronos. Por tanto, una sobreabundancia de renovables y poco apoyo síncrono puede hacer vulnerable al sistema.

Durante el apagón, varios generadores, fotovoltaicos y nucleares, se desconectaron ante las oscilaciones de frecuencia

No obstante, estas no eran las condiciones de la red en el momento del apagón. Varios especialistas apuntan a que la estructura de generación previa al apagón tenía un mínimo de 30% de generación no renovable activos, con lo cual el sistema tenía todavía un respaldo considerable. Y conviene recordar que, durante el apagón, varios generadores, fotovoltaicos y nucleares, se desconectaron ante las oscilaciones de frecuencia. Hay que tener en cuenta que si el sistema no consigue estabilizarse se agrava la situación y aparece un efecto en cadena de desconexión (efecto dominó) que empuja hacia el apagón final.

La falta de sincronía es un factor de vulnerabilidad importante en una red eléctrica, aunque deben esperarse los resultados de la investigación abierta para saber qué ocurrió en realidad y si están este factor u otros implicados.

¿Hay soluciones?

Es perfectamente sostenible la integración a gran escala de energías renovables en las redes eléctricas actuales. No obstante, las recomendaciones de los expertos, que han quedado reflejadas en los informes publicados por Red Eléctrica, Redeia, UNEF, etc. señalan la necesidad de mejorar las redes para aumentar su inercia y resiliencia:

• Incrementar y mejorar las interconexiones con Francia y Marruecos.
• Aumentar las instalaciones de almacenamiento de energía en la red o añadidas a instalaciones de generación (fotovoltaica híbrida).
• Incrementar la generación (convencional o renovable adaptada) capaz de mejorar la capacidad del sistema ante posibles desequilibrios.
• Aprobar la incorporación de sistemas que permitan a las renovables ayudar al control de la tensión de la red.

No es momento de dar marcha atrás en el creciente mix renovable europeo, sino de aportar soluciones tecnológicas para mejorar la estabilidad de las redes ante la integración de las energías renovables. Cada país en su contexto energético, pero todos mirando a Europa y a la necesaria independencia energética y económica de los combustibles fósiles que la región se ha marcado como objetivo a través del plan REPowerEU.

La seguridad nacional y la seguridad de la UE comienza con la seguridad energética, tanto en generación como en suministro.

Juan José Coble Castro es profesor en el área de Energía y Medio Ambiente de la Universidad Nebrija. Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.