¿Es la integración de CSP y fotovoltaica el futuro?
En el último año se han anunciado tres proyectos que combinan tecnologías CSP y fotovoltaica en Chil
CSP Today profundiza en las ventajas, así como en los retos asociados al desarrollo de estos proyectos.
Por Ángela Castillo
Traducido por Alexandra Aretio
Los proyectos
En mayo de 2014, el desarrollador estadounidense SolarReserve anunció su proyecto híbrido CSP-PV Copiapó* en Chile. Contará con dos torres solares de CSP de 130 MW cada una y 14 horas de almacenamiento en sales fundidas, además de una planta fotovoltaica de 150 MW. Las plantas estarán integradas en una instalación que ofrecerá 260 MW de energía de carga base continua.
La empresa también reveló que está trabajando en el desarrollo de dos instalaciones más que incluyen proyectos que combinan las tecnologías CSP y fotovoltaica. En total, sumarán 800 MW y se desarrollarán en el país en los próximos cuatro años.
Asimismo, en diciembre de 2014, la misma empresa y su socio saudí, ACWA Power, recibieron la calificación de licitador preferente para su proyecto Redstone CSP*, en el marco de la ventana 3,5 del Programa de Contratación de Productores Independientes de Energía Renovable de Sudáfrica (REIPPPP, por sus siglas en inglés).
Aunque funcionará como proyecto independiente (se trata de una torre solar de 100 MW con 12 horas de almacenamiento de energía térmica en sales fundidas), está previsto que se construya al lado de dos proyectos fotovoltaicos de SolarReserve: Lesedi, con 75 MW, y Jasper, con 96 MW.
Además, el mismo mes, Abengoa anunció que había recibido la adjudicación de un contrato* para el suministro de 950 GWh/año durante 15 años en la licitación para el suministro de empresas de distribución que organizó la Comisión Nacional de Energía de Chile. Con el fin de cumplir su compromiso, la empresa señaló que construiría dos plantas, Complejo Atacama 1 y Complejo Atacama 2*.
Cada complejo incluirá una planta de torre de CSP de 110 MW y una planta fotovoltaica de 100 MW. Respecto al almacenamiento de energía térmica, la planta de CSP Atacama 1 contará con 17,5 horas, mientras que la de Atacama 2 tendrá 15 horas.
Precios más bajos para energía con capacidad de suministro
Elisa Prieto Casaña, directora de estrategia en Abengoa Solar, indica que la principal ventaja de integrar CSP y fotovoltaica es la reducción de los precios mientras se mantiene la capacidad de suministro. “Hemos desarrollado un producto tecnológico denominado Smart Solar Plant (SSP) (planta solar inteligente), que inyectará energía con capacidad de suministro en la red a un precio muy inferior porque combinará energía CSP y fotovoltaica, baterías y la tecnología de control patentada de Abengoa” afirma.
La SSP a la que hace referencia es "un diseño que permite al operador gestionar la energía producida por la planta energética de manera diferente, controlando la producción de electricidad para que encaje perfectamente en la red y funcione las 24 horas del día si es necesario. Asimismo, proporciona soporte a la red y permite que se logre una interacción armonizada en ella", añade.
Respecto a la cuestión de cómo determinar la combinación o cantidad adecuada de CSP y fotovoltaica, Prieto indica que depende de varios factores, incluidas las características de la red, los requisitos del sistema energético y las necesidades que tengan los clientes de energía con capacidad de suministro. "Cuanta más energía fotovoltaica se añada, menos capacidad de suministro tendrá pero, al mismo tiempo, también será más económico", indica.
En lo relativo al valor económico de esta integración, las tarifas fijadas en la última licitación de Chile son bastante reveladoras: la de Abengoa fue de 114,8 USD MWh, aproximadamente 0,11 USD kWh. La empresa recibió la adjudicación en el bloque 4, que es un bloque de suministro durante las 24 horas. La tarifa media para los cuatro bloques licitados fue de 107 USD/MWh, que incluye a los bloques 1 y 2 solo para fuentes de energía renovable intermitentes y los bloques 3 y 4 para fuentes de producción energética continua.
Kevin Smith, director ejecutivo de SolarReserve, añade que el mercado eléctrico chileno presenta características muy concretas que favorecen el desarrollo de proyectos híbridos. "Como no cuenta con ayudas, se compite por la adjudicación con plantas de carbón o gas natural para ofrecer un suministro sin interrupciones", declara.
Corresponder al perfil de la demanda y la generación
Otra ventaja de la integración de CSP y fotovoltaica que mencionan los entrevistados es que permitiría corresponder mejor al perfil de la demanda del país. "El concepto de equilibrar fotovoltaica y CSP de forma ‘integrada’ garantiza que el sistema de transmisión sigue siendo fiable, seguro y se utiliza de manera eficiente", algo vital "para atender las necesidades del sector económico más grande de Chile, la minería", indica Smith.
El gráfico 1 es un ejemplo del perfil de carga diario delSistema Interconectado del Norte Grande (SING, por sus siglas en inglés) de Chile en los meses de enero, febrero, marzo, abril y diciembre. El sector minero se encuentra en la zona norte del país, donde se desarrollarán los proyectos de Abengoa y SolarReserve. La ausencia de fuertes picos es una característica notable.
Gráfico 1: Demanda energética por hora del SING 2011-2012
Fuente: Informe mensual de operación eléctrica.
Por otro lado, en Sudáfrica la demanda de electricidad diaria presenta dos máximos, uno por la mañana y otro más pronunciado durante la tarde (entre las 16.30 h y las 21.30 h, lo que se ha definido como hora punta) en verano e invierno.
Para incentivar a los desarrolladores a suministrar esta demanda, en 2013 el Departamento de Energía de Sudáfrica estableció* una tarifa de dos niveles para proyectos de CSP con y sin almacenamiento. Por tanto, los desarrolladores tienen una tarifa base de 1,65 ZAR/kWh (aproximadamente, 0,14 USD/kWh), con una tarifa más elevada (270 % de la tarifa base) que se aplica para el suministro de energía durante la hora punta y sin pagos por el suministro de energía entre las 22.30 h y las 5.00 h. [CSP Today Markets Report 2015 – South Africa*, Informe de mercados de CSP Today 2015: Sudáfrica].
A este respecto, la proximidad entra el proyecto de CSP Redstone y las plantas fotovoltaicas Jasper y Lesedi significa que comparten líneas de transmisión, lo que supone "el primer paso" a la hora de crear una instalación integrada, según comentó Smith.
"La combinación de dos tecnologías también reduce el coste nivelado de la energía total al incorporar fotovoltaica más económica durante el día y maximizar las turbinas de vapor de CSP durante la noche y las horas punta. Además, se puede conectar la fotovoltaica de manera relativamente rápida, mejorando de manera gradual la generación de electricidad así como la rentabilidad de la inversión", añadió.
Otra ventaja de los proyectos que integran CSP y fotovoltaica es la reducción de costes en los estudios de factibilidad, teniendo en cuenta las similitudes de las dos tecnologías, frente a la hibridación de CSP con eólica y biomasa, por ejemplo. Asimismo, los desarrolladores optimizarían los costes vinculados a la preparación del terreno y los de limpieza de la instalación solar.
Retos normativos y económicos
Hay dos frentes en los que los desarrolladores deberían trabajar para avanzar con los proyectos combinados de CSP y fotovoltaica. En primer lugar, la normativa plantea un reto ya que los gobiernos y las empresas de servicios públicos suelen ser reacios a adoptar dos tecnologías en vez de una a una.
"Los retos [del desarrollo de proyectos de CSP y fotovoltaica integrados] tienen que ver con hacerlo todo a la vez en vez de una a una. Por ejemplo, en Sudáfrica tienen un grupo de proyectos fotovoltaicos, un grupo de proyectos de CSP, un grupo de proyectos eólicos, etc. y no lo realizan de manera integrada", comenta Smith.
En segundo lugar, la obtención de medios de financiación para sus proyectos de CSP y fotovoltaica integrados supone un reto. En un reciente artículo publicado por CSP Today como parte de la conferencia ChileSol 2015, se consultó a bancos comerciales y multilaterales sobre la probabilidad de proporcionar fondos para proyectos híbridos. Las entidades participantes destacaron la relación que existe entre el capital de inversión y la rentabilidad.
"Si son proporcionales, se puede justificar el proyecto", comentó María Hermida, directora adjunta de desarrollo de negocios en Corpbanca, un banco comercial local. Asimismo, Elizabeth Robberechts, responsable principal de inversiones en el Banco Interamericano de Desarrollo (BID), comentó que los proyectos híbridos cobran valor a la hora de maximizar las ventajas del componente de almacenamiento térmico y añadió que el BID está teniendo en cuenta estos proyectos.
En conclusión, la tarifa ofrecida por Abengoa en Chile para sus proyectos más recientes de CSP y fotovoltaica integrados marca una nueva tendencia. La integración, como señalaron nuestras fuentes, ofrece ventajas considerables a la hora de reducir los precios de la electricidad mientras se nutre la red con energía que ofrece capacidad de suministro.
*Información disponible en inglés