“Cuando se incluyen sistemas de almacenamiento de gran capacidad, el coste de la electricidad termosolar se sitúa por debajo del de la electricidad fotovoltaica o eólica”

20 de septiembre de 2021

Eduardo Zarza Moya es actualmente el responsable de la unidad de Tecnologías Termosolares de Foco Lineal y coordinador de I+D de la Plataforma Solar de Almería, entidad perteneciente al Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), donde ha dirigido un equipo multidisciplinar de investigadores involucrados en actividades de I+D relacionadas con los sistemas solares térmicos de concentración y sus aplicaciones, entre las cuales se encuentra la producción de electricidad y la producción de hidrógeno entre otras.

Eduardo, muchas gracias por atendernos. Usted lleva 35 años investigando y mejorando la tecnología termosolar, en concreto la más extendida que es la de colectores cilindroparabólicos. ¿Nos podría indicar por favor cómo ha evolucionado la tecnología en estas tres décadas?

Salvo las plantas SEGS que se construyeron en California (EEUU) entre 1985 y 1991, con una potencia total de 354 MWe, todas las centrales termosolares que existen actualmente con captadores cilindroparabólicos han sido construidas en las últimas tres décadas. Por consiguiente, desde el punto de vista comercial estos años han traído consigo el despegue comercial de la tecnología, a la que, no obstante, le queda aún mucho camino por recorrer. Se han introducido importantes mejoras tecnológicas, como ha sido la incorporación de sistemas de almacenamiento térmico de gran capacidad, los cuales proveen a las centrales termosolares de una excelente gestionabilidad, que es la mejor baza con la que cuenta esta tecnología cuando se compara con otras tecnologías renovables, como la eólica o la fotovoltaica.

También se han mejorado algunos componentes claves, como los propios concentradores, que poseen hoy en día un excelente comportamiento mecánico, óptico y geométrico. Otra mejora tecnológica en estas tres décadas ha sido la mejora de las propiedades ópticas de los tubos receptores. Pero a nivel de configuración de las plantas, se ha evolucionado poco, pues la configuración actual, excluyendo el almacenamiento térmico, es muy similar a la de las dos últimas plantas SEGS que se construyeron en California hace ya 30 años. Esto se debe a que dicha configuración ha mostrado ser adecuada. Desde el punto de vista tecnológico hay que poner de manifiesto también que ha aumentado de forma importante el número de suministradores para los principales componentes, pasando de prácticamente un monopolio a principios de los años 90 en el suministro de componentes como los reflectores y los tubos receptores, a un número importante de suministradores hoy en día, lo que ha contribuido a la reducción de costes tan importante que se ha conseguido hasta el momento.

Según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), los costes termosolares se han reducido prácticamente un 70% en la última década, ¿cree que sigue habiendo potencial de reducción de costes?, ¿qué sería necesario para ello?

Sin duda, sigue habiendo un potencial importante de reducción de costes. Pero somos conscientes que una central termosolar es un sistema mucho más complejo que un parque eólico o una planta fotovoltaica, y esta mayor complejidad impone también unos mayores costes de inversión cuando se excluyen los sistemas de almacenamiento. Pero cuando se incluyen sistemas de almacenamiento de gran capacidad, el coste de la electricidad termosolar se sitúa por debajo del de la electricidad fotovoltaica o eólica, y es ahí donde está precisamente el gran interés que tienen nuestras tecnologías si se desea lograr un mercado eléctrico totalmente descarbonizado con el menor coste. La reducción adicional de costes que vamos a conseguir vendrá de la mano de un conjunto de mejoras tecnológicas en las que ya está trabajando el sector. Tal es el caso de nuevos fluidos de transferencia de calor que soporten mayores temperaturas de trabajo, concentradores con un menor coste de fabricación, transporte y/o montaje, estrategias de operación que optimicen la producción, o componentes con menores requerimientos de mantenimiento, como es el caso de las juntas rotativas o conexiones flexibles para los tubos receptores.

Es precisamente este alto potencial de reducción de costes que aún podemos lograr, el que hace necesario disponer de fondos públicos que apoyen las actividades de I+D correspondientes. Esta es una petición que hacemos continuamente, tanto a nivel nacional como europeo, pero es conveniente poner de manifiesto que a nivel de la Comisión Europea se discrimina de forma importante a nuestras tecnologías, en favor de otras que están más desarrolladas y por consiguiente necesitarían menos apoyo para la I+D. Como ejemplo de esto que digo, basta tener en cuenta que en el programa de trabajo del programa europeo Horizon Europe para 2021-22 se dedica menos de un 5% de los fondos públicos totales a nuestras tecnologías, mientras que a la fotovoltaica se dedica más de un 20%, y a la eólica se dedica casi un 20%. Con esta clara discriminación no se nos pone nada fácil conseguir el potencial de reducción de costes que aún tenemos.

España ha anunciado en su Plan Nacional Integrado de Energía y Clima la instalación de hasta 5 GW de nueva termosolar. ¿Cómo espera que sean las subastas termosolares españolas y qué aspectos deberían ser tenidos en consideración en su diseño? ¿Se parecerán las nuevas plantas a las que vemos actualmente operando?

Varios estudios realizados recientemente han puesto de manifiesto que si se desea lograr un mercado eléctrico totalmente descarbonizado y renovable, es imprescindible contar con las centrales termosolares, pues con su excelente gestionabilidad suponen el complemento ideal a otras tecnologías, como la eólica y la fotovoltaica, permitiendo en conjunto un coste medio de la electricidad que estaría en el entorno de los 50- 60 €/MWh, un coste muy similar a los que tuvimos el año pasado, y muchísimo menor que los que estamos teniendo en la actualidad, bastante por encima de los 100 €/MWh.

A nivel de España, el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) no se plantea como objetivo la descarbonización total de nuestro sector eléctrico, y en ese sentido podría pensarse que en los próximos años no es necesario un aumento importante de la potencia instalada de centrales termosolares, pero no debemos perder de vista que sí será indispensable un aumento importante de centrales termosolares cuando se deseen conseguir ratios de descarbonización superiores al 80-85%, y no será posible instalar de golpe dicha potencia termosolar adicional, por lo que la instalación progresiva de nuevas centrales termosolares en España durante los próximos años me parece lo más razonable. En este sentido, lo previsto en el PNIEC en relación con nuevas centrales termosolares creo que tiene mucho sentido. Pero las subastas que den paso a esta potencia instalada adicional deben tener en cuenta las especiales características de las centrales termosolares y de la red eléctrica española.

En mi opinión, no tiene mucho sentido generar electricidad termosolar durante las horas de sol, pues la fotovoltaica resultaría mucho más económica, y por este motivo creo que se debería incentivar la producción de electricidad termosolar nocturna y en horas punta de consumo. Para ello, será necesario disponer de sistemas de almacenamiento térmico de gran capacidad, no menos de 9-12 horas, mientras que los actuales son de solo 6 horas. Otra diferencia que creo existirá entre las actuales plantas y las nuevas será su potencia nominal, pues está demostrado que un tamaño de 50 MWe no permite optimizar costes, para lo cual son necesarias mayores potencias unitarias, al menos de 100-150 MWe. Desde el punto de vista de la gestión de las nuevas centrales termosolares, yo creo que será conveniente una gestión coordinada con plantas fotovoltaicas o eólicas que puedan compartir el mismo punto de acceso a la red eléctrica, de forma que se complementen unas a otras, sin exceder la potencia máxima de dicho punto de acceso. Esto permitirá usar de un modo más eficiente los escasos puntos de acceso a la red eléctrica que actualmente hay disponibles en España. Hay otros aspectos que serían también importante tener en consideración en las subastas, pero tratarlos todos creo que excede el objetivo de esta entrevista. Me consta que PROTERMOSOLAR está explicando todos estos aspectos a las personas que están elaborando las especificaciones para las próximas subastas.

Por último, usted es miembro de SolarPACES, que es el mayor foco mundial de termosolar. ¿Qué perspectivas termosolares hay en el resto del mundo?

Los miembros de SolarPACES son, en realidad, los países. Cada país miembro tiene un representante en su Comité Ejecutivo, y yo soy actualmente el representante de España en dicho comité.

El gran impulso dado en España a las centrales termosolares con el RD 661/2007 supuso un fuerte aliciente para otros países, los cuales lanzaron programas de desarrollo de centrales termosolares. Tal ha sido el caso de Marruecos, China y Sudáfrica, entre otros. Actualmente, las perspectivas difieren mucho de un país a otro, pero sí se observa una tendencia común, que es un interés creciente por las aplicaciones industriales a calor de proceso, que es la otra gran aplicación comercial de los sistemas solares térmicos de concentración. Hasta el momento, la mayor parte del esfuerzo de I+D e inversor ha estado enfocado a la electricidad termosolar, pero cada vez hay una concienciación más clara que el uso de sistemas solares de concentración para suministrar energía térmica a procesos industriales que la necesitan es otra aplicación comercial de estos sistemas que tiene mucho futuro, pues a nivel mundial el 75% del consumo energético del sector industrial es en forma de calor (energía térmica), y solo el 25% es electricidad.

El próximo día 27 de septiembre comenzará en formato on-line el congreso SolarPACES2021, que es un magnifico foro para conocer la situación actual y perspectivas de estas tecnologías. En concreto, el día 27 a las 15:00 horas (CET) tendrá lugar una sesión plenaria bajo el título “Global CSP Market”, en la que ponentes de España, Chile, China, Italia, Namibia y Alemania expondrán cual es la situación actual en sus países, así como los desarrollos comerciales recientes, lo que podemos esperar los próximos años en términos de política y tecnologías, y qué políticas necesitaríamos en los próximos años para continuar con nuestro desarrollo tecnológico. Yo invito a todas las personas interesadas a este congreso, pues constituye el mejor medio para estar al día en el campo de las tecnologías solares térmicas de concentración y sus aplicaciones.

Muchas gracias por su tiempo. Recordamos que la Conferencia SolarPACES de este año 2021 será completamente en remoto y que la inscripción al mismo puede realizarse en este enlace.