Transición del sistema eléctrico español a un sistema fundamentalmente renovable. Análisis técnico-económico

Abstract

Este Trabajo se inscribe en el contexto de la transición que se está viviendo actualmente en el sector eléctrico a través del fomento de las energías renovables con el fin de conseguir economías libres de emisiones de CO2.

Se realiza aquí un análisis técnico-económico de diferentes sendas de transición del sector eléctrico a través de su simulación en el modelo CEVESA que permite calcular las inversiones económicamente óptimas en capacidad solar fotovoltaica, eólica, ciclos combinados, turbinas de gas y baterías de almacenamiento durante un determinado periodo de estudio. El periodo de estudio de este trabajo se fijará entre los años 2018 y 2050, fecha en la que se alcanzarían la descarbonización de las economías según los objetivos de la Unión Europea.

Los diferentes escenarios se construyen considerando parámetros tales como el crecimiento de la demanda eléctrica, penetración del vehículo eléctrico, niveles de interconexiones con Portugal y posibilidad de invertir o no en tecnologías convencionales.

Los resultados de las simulaciones muestran que, para los niveles escogidos de las entradas y según las hipótesis realizadas, las inversiones más rentables son las realizadas en las tecnologías solar fotovoltaica con acople de baterías, por sus menores costes de inversión y la complementariedad que existe entre ambas. Los resultados muestran también que, pese a que la instalación de centrales de ciclo combinado permite reducir la potencia total instalada, los costes totales anuales de un sistema con generación convencional son sensiblemente superiores a los de un sistema totalmente renovable debido al coste variable de producción y de emisiones de estas centrales. Además, el uso de las interconexiones permitiría la reducción de la potencia a instalar y la producción de aquellas tecnologías con mayor coste variable asociado que suelen ser también las que mayor tasa de emisiones registran, contribuyendo así las interconexiones a los objetivos de descarbonización.

This Final Master’s Project falls within the context of the transition that is currently taking place in the electricity sector through the promotion of renewable energy sources to achieve carbon-free economies.

In this study, a technical-economic analysis of different transition roadmaps in the electricity sector is undertaken through the simulation of transition scenarios in the CEVESA model, which enables the calculation of economically profitable investments in generation technologies such as Solar Photovoltaic, Wind Power, Closed-Circuit Combined Cycles, Open-Cycle Gas Turbines and Storage Batteries during a certain study period. The simulation period will cover the years between 2018 and 2050, date on which the decarbonisation of the economies would be achieved, according to the long-term objectives of the European Union.

The different scenarios are constructed considering parameters such as levels of demand growth, electric vehicle penetration, interconnections with Portugal and the possibility of investing in conventional technologies (CCGT and OCGT plants).

The results of the simulations show that, for the chosen levels of inputs and according to the hypotheses made, the technologies in which investments are profitable are solar photovoltaic capacity coupled with storage batteries, due to their lower investment costs and the complementarity that exists between them. The results also show that, even if the installation of CCGT capacity allows a reduction in the total installed power, the annual costs of a system with conventional generation are significantly higher than those of a fully renewable system due to the variable and emissions cost of these plants. In addition, the use of interconnections would result in a reduction of power installed and in a decrease in the production of those technologies with the highest associated variable cost, which are also usually those with the highest emission rate.