La energía termosolar ‘calienta’ a las eléctricas

La radiación del sol llega a un dispositivo con agua, la calienta y después se almacena y distribuye por toda la casa. Se trata de la instalación termosolar más sencilla, cada vez más habitual para obtener agua caliente sanitaria en los hogares. Este tipo de energía solar térmica se denomina ‘de baja temperatura’, pero existe otra a escala industrial, ‘de alta temperatura’, en la que España se ha convertido en pocos años en líder mundial.

La primera central solar termoeléctrica, denominada PS10, se puso en marcha en febrero de 2007 en Sanlúcar la Mayor (Sevilla) y a finales de 2011 ya operaban otras 26 con una capacidad de producción de electricidad de 1.100 megavatios. Cerca de la mitad de toda la potencia instalada en el mundo con esta tecnología se localiza en suelo español y son empresas españolas las que promueven, construyen y gestionan la casi totalidad de los proyectos termosolares a nivel internacional.

Esta industria ha contribuido al PIB español a lo largo de 2008, 2009 y 2010 con 723, 1.182 y 1.650 millones de euros, respectivamente, según un estudio de la consultora Deloitte. Sobre el año 2020 los proyectos termosolares podrían aportar 3.516 millones de euros al año, además de ahorrar la importación de casi 141.000 toneladas equivalentes de petróleo y evitar la emisión de grandes cantidades de gases de efecto invernadero (más de 2 millones de toneladas en 2011).

Pero estas previsiones se han visto afectadas por la decisión del Gobierno de suspender temporalmente los incentivos económicos a las energías renovables. El Consejo de Ministros aprobó el pasado 27 de enero un Real Decreto Ley por el que se suprimen las primas a las nuevas instalaciones de este tipo. El motivo, “la compleja situación económica y financiera” de nuestro país, además de reducir el enorme déficit tarifario (más de 20.000 millones de euros) que el sistema eléctrico, es decir, todos los consumidores, adeudan a las empresas del sector.

Batalla dialéctica termosolar

Sin embargo la suspensión de nuevas centrales no va a afectar a los proyectos termosolares en marcha ni a los prerregistrados. Entre las instalaciones que ya operan, las que se están construyendo y las autorizadas, se admite que produzcan unos 2.400 megavatios en 2013, una decisión que ha destapado la caja de los truenos entre las grandes eléctricas.

El presidente de Iberdrola, Ignacio Galán, ha solicitado frenar la construcción de las plantas termosolares por ser "económicamente ineficientes" y ha advertido que esta tecnología puede provocar una nueva "burbuja" como la fotovoltaica. Durante la presentación de los resultados de la compañía en febrero, Galán propuso “detener la construcción de todas las centrales de gas-sol”, y afirmó que “la moratoria no servirá de nada si se construyen las que están preasignadas”.

Por su parte, Eduardo Montes, presidente de la Asociación Española de la Industria Eléctrica (UNESA), añade: “En España sobra energía y la demanda sigue cayendo. Sin embargo, en pre-registro de termosolares hay 2.400 megavatios que nos van a intentar meter en el sistema y nos van a llevar a millones de euros de primas al año. ¿Quién entiende que metamos energía cuando sobra y es más cara?”. “Además, la solar térmica en el fondo es una tecnología de concentración de calor por medio de espejos, pero al final híbrida con un ciclo combinado, por lo que hay emisiones de CO₂ que ni mucho menos son despreciables”, comentó Montes recientemente durante una jornada de la Sociedad Nuclear Española (SNE).

Ante estas afirmaciones los promotores de la termosolar no han tardado en reaccionar. Valeriano Ruiz, presidente de la Asociación Española de la Industria Solar Termoeléctrica (Protermosolar) señala que si el ministerio quiere terminar con el déficit de tarifa, lo tiene sencillo: “Solo tiene que modificar el sistema de valoración reduciendo el exceso de ganancias de las grandes empresas eléctricas, y todavía sobra dinero para abaratar el kWh y contentar a los consumidores”.

Luis Crespo, secretario general de Protermosolar y presidente de ESTELA -la patronal europea de este tipo de energía-, también coincide en que el Gobierno dispone de un catálogo amplio de medidas para reducir el déficit tarifario, “entre otras, disminuir la remuneración de centrales nucleares e hidráulicas aplicando la teoría del Tribunal Supremo de obtener un beneficio razonable”.

Para Crespo resulta “inexplicable” la campaña iniciada por el presidente de Iberdrola pidiendo la paralización de un sector cuya contribución al déficit acumulado hasta la fecha es menor del 2%, “sin que parezca importarle el daño que puede causar a empresas españolas que son líderes mundiales en un mercado que, según la Agencia Internacional de la Energía, será billonario en muchas regiones del planeta a medio plazo”.

Los promotores de la energía termosolar no se rinden y van a seguir luchando para que España siga manteniendo el liderazgo internacional en esta industria. De momento en nuestro país se van a seguir concibiendo y aplicando las cuatro tecnologías que hacen funcionar las centrales eléctricas termosolares.

Planta Valle con tecnología CCP. Imagen: © Valle 1y2 / Torresol Energy.

Cuatro tecnologías de vanguardia

La mayoría de las instalaciones –el 92% en potencia– emplean ‘canales parabólicos’ (CCP, colectores cilindro-parabólicos), una línea de espejos curvos que dirigen la radiación hacia un tubo central por el que circula un fluido de trabajo (aceite mineral). El fluido se calienta a unos 400 ºC y, mediante una serie de intercambiadores térmicos, genera el vapor necesario para mover una turbina y producir electricidad.

En España existen numerosos ejemplos de este tipo de instalación. La primera (Andalsol I) es la que el Grupo ACS -a través de la empresa Cobra Energía- ha construido en Aldeire (Granada), con más de medio millón de metros cuadrados de espejos. También se trata de la primera planta solar termoeléctrica del mundo con un sistema de almacenamiento mediante sales fundidas.

Cuando brilla el sol, el líquido salino (con nitratos sódicos y potásicos) se bombea desde un tanque frío hasta un intercambiador donde absorbe el calor del fluido aceitoso de los colectores, para luego pasar a un tanque caliente. Por la noche, o con cielo nublado, las sales fundidas realizan el camino inverso desde el tanque caliente al frío, y en ese proceso transfieren la energía térmica al agua para producir el vapor y la correspondiente electricidad.

“Lo más interesante del almacenamiento de energía térmica (7,5 horas de media) es que pueden adaptar la generación de electricidad al consumo, haciendo a estas centrales casi totalmente gestionables”, destaca Valeriano Ruiz, catedrático de termodinámica de la Universidad de Sevilla además de presidente de Protermosolar.

El uso de las sales fundidas también se ha introducido en la segunda de las tecnologías térmicas: la de ‘torre’ o receptor central. Su funcionamiento se basa en la instalación de multitud de heliostatos (espejos que siguen el movimiento del sol) para redirigir la radiación solar hacia lo alto de una torre central.

Allí se sitúa un receptor que transforma la energía del sol concentrada en otra interna del fluido de trabajo, a elevadas temperaturas. En la planta PS10, la primera del mundo con esta tecnología, así como en su sucesora la PS20 –ambas operadas por Abengoa–, el fluido es agua y trabajan con el vapor saturado a la salida del receptor. De esta forma se evita el uso de intercambiadores de calor, aunque el tiempo de almacenamiento que se logra no es muy alto (del orden de una hora).

En otras instalaciones de torre, como el proyecto Gemasolar en Fuentes de Andalucía (Sevilla), el uso de sales fundidas como fluido de trabajo permite calentar dicho fluido a 565ºC, incrementando notablemente el rendimiento, y almacenar la energía durante 15 horas. La promotora de este proyecto es Torresol Energy, una alianza entre la empresa española SENER y el grupo MASDAR del emirato de Abu Dhabi.

Planta Casas de los Pinos. Imagen: Protermosolar.

Además de las centrales CCP y de torre, existen otras dos tecnologías termosolares. Una es la de ‘discos parabólicos’, que concentran la radiación en un receptor central, donde un motor Stirling (inventado por el reverendo Robet Stirling en 1816) y un alternador, la transforman en energía mecánica y eléctrica, respectivamente. En la Plataforma Solar de Almería llevan años ensayando con estos discos, y en Casa de los Pinos (Cuenca) ya opera una planta de este tipo. En los próximos dos años se sumarán previsiblemente otras siete en la misma provincia y en Ciudad Real.

El cuarto sistema es el de los reflectores lineales ‘Fresnel’, un tipo de lente plana que, al unirse en conjunto, conforma un gran espejo lineal. Al igual que las centrales CCP concentran la radiación solar sobre un tubo absorbedor, pero en lugar de emplear espejos curvos –más eficientes pero más caros–, se utilizan las filas de vidrios planos. La central prototipo Puerto Errado I se ha construido en Calasparra (Murcia) y recientemente ha entrado en servicio otra mayor en la misma localidad que producen directamente vapor saturado en los tubos absorvedores.

Planta Puerto Errado. Imagen: Protermosolar.

En total en España quedaron inscritas en el Registro de Preasignación de Retribución del Ministerio de Industria 61 centrales termosolares: 28 en operación, otras 20 en construcción avanzada y 13 en fases iniciales. La mayoría se localizan en la mitad sur de la Península, en las comunidades con más horas de sol: Andalucía, Extremadura, Castilla-La Mancha y Murcia, más un proyecto en la localidad alicantina de Villena (Comunidad Valenciana). La excepción es la central que se está construyendo en Borges Blanques (Lleida), con tecnología CCP e hibridación con biomasa.

Una de las ventajas de las centrales solares termoeléctricas es que pueden funcionar en combinación con otras fuentes renovables, como la biomasa o el biogás, o no renovables como el gas natural. Son este tipo de plantas híbridas solar-gas las que se están exportando con éxito a otros países. Grandes proyectos en Marruecos, Argelia, México o Sudáfrica se están liderando y desarrollando desde España con este tipo de tecnología termosolar.

La primera central solar de geometría variable

Ilustración de la primera central de geometría variable. Imagen: CTAER.

Dentro de las centrales termosolares de torre, la última innovación es la ‘central solar de geometría variable’. La está construyendo en Tabernas (Almería) el Centro Tecnológico Avanzado de Energías Renovables (CTAER) con un presupuesto de 4,7 millones de euros.

Su novedad consiste en que los heliostatos se desplazarán por raíles circulares concéntricos siguiendo el movimiento del sol. El receptor central también girará en una plataforma que culmina la torre central.

“Se trata de una planta experimental que servirá para probar los sistemas y los equipos, pero creemos que el rendimiento de una instalación basada en este concepto aumentará un 17% anual respecto a las actuales”, comenta Valeriano Ruiz, su inventor, quien anuncia su puesta en marcha para mediados de 2013.