Nuclear només a l’hivern
Aquesta setmana hem constatat un fenomen que es sospitava fa temps: la generació
nuclear és incompatible amb la renovable. Les dues generacions són rígides: la nuclear genera
a pinyó fix, sense tenir en compte l’evolució de la demanda, i la renovable genera quan hi ha
recurs, és a dir, quan fa sol o fa vent, independentment de si hi ha la demanda o no.
Les dues necessiten complementar-se amb altres sistemes que ajudin a gestionar l’equilibri
entre l’oferta i la demanda, però entre elles es fan nosa. Diumenge, amb un parc nuclear que
treballava a 5 GW enlloc de 7 GW, les energies renovables a Espanya van haver d’aturar 10 GW
entre energia eòlica i solar perquè hi havia més generació que demanda i que exportació. La
pregunta és: per què no es va aturar tot el parc nuclear, que té uns costos molt superiors al de
les renovables?
A les 16 h. de diumenge, amb una demanda de 18,1 GW, l’energia nuclear aportava 5,4 GW, la
solar 10,9 GW, l’eòlica 2,4 GW, la hidràulica 2,5 GW, els cicles combinats 1,3 GW, el carbó 0,2
GW, el consum per bombeig era de -3 GW i l’exportació de -2,5 GW. Per què no s’aturen les
nuclears quan hi ha tanta aigua, vent i sol? Per la por a que el sistema no pugui reaccionar a
temps quan deixi d’haver-hi el recurs renovable. O resolem aquest desajust o el sistema serà
impossible de gestionar. I com podem fer-ho possible? Amb més flexibilitat i amb més
emmagatzemament.
Espanya arriba a tenir una potència real de bombeig (és a dir, enviant aigua de cotes
baixes a cotes altes amb turbines inverses quan hi ha excés de generació elèctrica)
per emmagatzemar 3 GW, capacitat que es vol que sigui de 9 GW el 2030. La flexibilitat,
alternant l’ús de gas industrial per a calor amb electricitat (quan puguin funcionar
d’ambdues maneres), pot ser entre 40 i 60 GW i la demanda de connexió de bateries per
connectar a la xarxa de transport ja és de 20 GW. Vist el panorama, on és el problema per tancar les centrals nuclears i deixar que la generació renovable arribi al seu màxim?
A Catalunya el debat és més punyent perquè la generació renovable no fa el camí que hauria
de fer. Per això, el Fòrum Nuclear, think tank de la tecnologia nuclear, s’ha afanyat a dir que a
Catalunya les centrals nuclears han de continuar perquè el sistema elèctric no aguantarà sense elles. El Col·legi d’Enginyers Industrials també s’ha afegit al joc de Fòrum Nuclear.
Catalunya té 3 centrals nuclears amb una potència nominal de 3.033 MW. L’electricitat
renovable té una potència només de 3.819 MW, de la qual 1.922 MW son d’energia hidràulica,
més 659 MW en bombeig i 64 MW en residus. Els cicles combinats a Catalunya tenen una
potència de 3.788 MW i la cogeneració té una potència nominal de 943 MW. La
connexió a l’estiu amb França per importació és de 2.800 MW i amb la resta d’Espanya 2.656
MW.
En resum, sense les centrals nuclears Catalunya disposa de 4.731 MW en cicles tèrmics, més
1.922 MW hidràulics, més 440 MW (+219 MW d’Aragó) en bombeig. En total 7.312 MW sense
nuclears, als que caldria afegir els 1.406 MW eòlics, 404 MW fotovoltaics i 1.524
MW fotovoltaics en autoconsum. Les connexions de suport poden ajudar amb 5.456 MW. No és
cert que les centrals nuclears no es puguin desconnectar. El CO2 dels cicles tèrmics de gas, així
com el preu del seu funcionament, afecta tot el sistema espanyol. El tancament nuclear i la
seva substitució amb renovables, deixa la producció tèrmica amb gas a Espanya al mateix nivell que avui, i el mix del cost de generació del sistema passa des de 53 €/MWh de mitjana anual a 39 €/MWh amb la demanda de 2032.
El problema de continuar amb l’energia nuclear és múltiple. Per un costat és un incentiu a no
haver de desplegar energies renovables a Catalunya. Per altre, és un fre a la penetració
renovable a Espanya perquè obliga als parcs renovables a aturar moltes hores l’any quan qui
hauria d’aturar son les nuclears. L’arribada de bateries industrials i domèstiques (10 GW a
Alemanya en dos anys) pot fer impossible la continuïtat de la generació nuclear. A més, el
pèssim rendiment tèrmic d’una central nuclear, amb rendiments de la turbina del 35%, obliga
que la resta d’energia s’hagi de dissipar amb torres de refrigeració. A l’estiu, si la
temperatura ambient puja fins 45ºC, el consum d’aigua per refredar, per evaporació i purga, pot ser de 2 m3/s, fent l’operació difícil. Continuar amb el problema de residus que no està resolt i que cal emmagatzemar a cada central fins que un dia es trobi la solució d’un magatzem permanent per milers d’anys, aporta una incertesa i un encariment que cal resoldre tancant, no pas continuant.
Hi ha més tabús en el món elèctric. Un altre és la seguretat en la potència, el fet que els grans
generadors son síncrons i aguanten la freqüència del sistema. Tot i que els parcs eòlics també
ho són, la fotovoltaica i les bateries encara no. Els nous inversors amb la tecnologia anomenada Grid-forming son la solució a aquesta por de la seguretat de la freqüència.
Per tot plegat és necessari tancar el debat sobre si les nuclears han de continuar o no. És més,
caldria començar a planificar la transició des d’avui mateix, i un bon assaig seria plantejar
tancaments actuals durant els mesos de major generació solar, des d’abril fins a setembre, per
deixar que les energies renovables i la seva gestió avancin sense cap topall. A Catalunya,
addicionalment, ja sabem quins altres mals patim: cal que la Generalitat resolgui els seus
fantasmes interns (urbanisme i medi ambient) per fer possible l’acceleració de la instal·lació
de parcs connectats a la xarxa de transport i continuar amb la penetració d’autoconsum
domèstic i industrial.
3 thoughts on “Nuclear només a l’hivern”
Resoldre el trencaclosques de la generació elèctrica no serà fàcil i requerirà temps. I es que l’electricitat és una font d’energia que s’ha de produir i consumir al mateix temps. Els sistemes d’emmagatzemament són limitats (turbinà aigua pantà amunt, acumular-la en bateries, o produí hidrogen verd mitjançant l’electròlisi), són cars, totalment insuficients i inviables a gran escala per estabilitzar el sistema.
Així que de moment i per uns quants anys seguirem depenent de la nuclear i els cicles combinats de gas, i ambdós tenen el mateix taló de Aquiles: que no es poden engegar o parar de immediat amb un interruptor, com si es tractés d’una bombeta o un automòbil.
Les nuclears basen el seu funcionament en la reacció en cadena que es produeix quan es desintegra un nucli enriquit d’urani-235 al ser bombardejat per neutrons. Aquesta reacció allibera una gran quantitat d’energia en forma de calor segons la fórmula Energia = massa x velocitat de la llum al quadrat.
En cas d’emergència aquesta reacció en cadena es pot aturar en qüestió de minuts introduint les barres de control dins el reactor, que absorbeixen els neutrons, però el que no es pot eliminar és la gran quantitat de calor que hi ha dins del reactor i que tardaria dies en dissipar-se per la inèrcia tèrmica del sistema. Així que les centrals nuclears estan dissenyades i calculades per un funcionament continu i estable en el temps sense grans canvis.
Els cicles combinats són més ràpids. Si estan en stand-by, en menys d’una hora poden tibar a la màxima potència. I tampoc generen tants problemes si s’han d’aturar. El que passa es que com tots els sistemes industrials el que més costa es l’engegada en fred després d’una aturada més o menys prolongada.
Jo vinc del tèxtil, i es trencaven més peces dels talers el dilluns al matí que la resta de la setmana.
Els mitjans de comunicació han informat a bastament que les tres nuclears catalanes (Vandellos, i Ascó I i II) generen la meitat de l’energia (50-55%) que consumim a Catalunya.
Jo no sé si ens podem permetre al seu tancament, perquè si encadenem tres o quatre anys seguits de sequera ja m’explicaran quina aigua dels embassaments turbinarem (tant avall com amunt), o com aquest mes passat amb borrasques l’una darrera l’altra, en què les renovables han aportat ben poc al sistema.
Ens pot passar com a Alemanya, que les van tancar i ara paguen el gas del americans a preu d’or, i em sembla que tornen a tibar amb les de carbó. Aquestes sí que s’haurien de tancar definitivament, perquè el planeta ja ha sobrepassat els seus límits.
Si com diuen hem d’electrificar-ho tot, d’electricitat en faltarà per un cable, així que caldrà estudiar-ho bé, sospesar totes les opcions, filar prim i no precipitar-nos prenent decisions que ens poden hipotecar el futur.
Difícil papereta per el/s que ho hagin de decidir, no m’agradaria estar a la seva pell.
Com ja ens heu explicat en més d’una ocasió emmagatzemar energia és clau per disposar de flexibilitat en el sistema.
Intuïtivament, estava convençut que a Girona tenim un recurs clau i potent amb el sistema Sau – Susqueda que hauríem d’aprofitar amb un sistema reversible.
Fa poc vaig llegir un treball del professor Carles Riba (que va ser professor meu fa molts anys) https://www.cmes.cat/wp-content/uploads/2020/04/CMES-2020-04-CENTRALS-DE-BOMBAMENT-Informe-C.Riba-v3.pdf), que ho posa en qüestió mantenint la configuració actual: la potència de la central de Sau és molt baixa, 56 MW, i no aprofita el desnivell entre cotes de Sau a Susqueda.
El PROENCAT parla de créixer fins a 3200 MW de potència de bombament en sistemes reversibles (ara hi ha 534 MW), parla del Sistema Sau Susqueda, però no es detallen dades concretes, de potència, inversió, capacitat d’emmagatzematge, i període d’execució.
Teniu coneixement de l’estat en què es troba el projecte, i on es pot trobar informació?
Moltes gràcies per la intensa feina de divulgació que feu.
Us deixo un link per veure com està el panorama actualment a Espanya
Val a dir que a Catalunya l’unic que tenim es el sistema Sallente-Estany Gento
https://www.socotec.es/blog-ingenieria/futuro-energetico-espana-centrales-hidroelectricas-reversibles