Al Butlletí núm. 30 es va parlar, indirectament, de l’energia hidràulica reversible com a modalitat que pot donar resposta a la qüestió de l’emmagatzematge d’energia en situacions de fluctuació o d’intermitència en la producció elèctrica. Ara, investigadors de l’Australian National University (ANU) de Canberra han publicat, en línia, un atles que recull més de 530.000 llocs de tot el món que serien aptes per a la implantació de centrals hidroelèctriques reversibles, caracteritzades per la transferència d’energia mitjançant bombament. Conclourem fent breu esment d’una zona que ha assolit, puntualment si més no, taxes del 100% de generació elèctrica provinent de fonts renovables gràcies, en part, a les instal·lacions d’energia hidràulica reversible.
Contents
“Global pumped hydro atlas”
El “Global pumped hydro atlas” és una eina en línia publicada pel College of Engineering and Computer Science de l’Australian National University (ANU) de Canberra el mes d’abril de 2019, que recull tots els indrets del món que per les seves característiques podrien acollir estacions de transferència i emmagatzemament d’energia per bombament (PHES, pump hydro energy storage). En total, l’atles recopila aproximadament 530.000 ubicacions potencials per a aquesta mena de centrals hidroelèctriques reversibles. Les estimacions de l’ANU estan basades en un algoritme d’anàlisi d’informació geogràfica (anomenat STORES, short-term off-river pumped hydro energy storage) que identifica, per a cada ubicació potencial, l’altitud, longitud i latitud (l’estudi, val a dir, s’ha limitat a les latituds compreses entre 60⁰ N i 56⁰ S); la superfície i el volum del reservori; la longitud i l’alçada de la presa i l’alçària dels desnivells del terreny; les condicions climàtiques de l’àrea concreta; i altres aspectes com ara la ràtio aigua-roca (W/R, la proporció entre el volum d’aigua emmagatzemada i el volum de roca que conforma la presa; com més alta la ràtio, més eficient el reservori; en l’estudi, la ràtio W/R mínima que es pren en compte és de 3).
Pel que fa als parells de reservoris, superior/inferior, se n’ha considerat la diferència mínima en les seves altituds; la distància mínima horitzontal entre ells; i el pendent, com a proporció entre els dos factors esmentats. Arran de tot l’anterior, s’han considerat vàlids els parells de reservoris amb diferència mínima d’alçada de 100 m; distància màxima entre ells de 800 m (distàncies majors podrien obligar a disposar de sistemes de bombament més costosos); i pendent mínim d’1:20 (5%). A més, s’ha considerat desitjable una capacitat mínima dels reservoris d’un milió de litres.
Els 530.000 llocs aptes per a PHES ofereixen en total una capacitat d’emmagatzemament d’energia de prop de 22 milions de GWh (assenyalem que la capacitat d’emmagatzematge dels llocs recollits a l’atles oscil·la entre els 2 GWh i els 150 GWh). Això, segons l’equip responsable de l’atles, centuplica la capacitat necessària a escala global per sostenir un esquema de generació d’electricitat basat exclusivament en les fonts renovables: sembla que tot i que la potencialitat de les instal·lacions PHES es pot veure limitada pel fet que la seva densitat energètica és relativament feble (a tall d’exemple, un metre cúbic d’aigua caient des d’una alçària de cent metres produeix tan sols 0,27 kW), només que se n’implantessin algunes poques de les que es proposen podria ser suficient per fer possible la transició energètica cap a fonts renovables sense el constrenyiment que suposa actualment per a llur plena instauració la intermitència que les caracteritza.
Captura de l’atles d’indrets aptes per a la implantació d’infraestructures PHES, segons l’algoritme d’anàlisi d’informació geogràfica desenvolupat pel College of Engineering and Computer Science de l’ANU (© ANU)
La intenció de l’equip de l’ANU és incloure en futures eines nous entorns que en l’atles actual no es consideren, com ara terrenys abandonats, embassaments ja existents o mines exhaurides. La publicació tampoc entra en cap moment a valorar la viabilitat econòmica de les eventuals infraestructures PHES als indrets identificats, ni tampoc les limitacions tecnològiques o d’impacte ambiental que puguin fer-les inviables en un entorn determinat. Tampoc s’han pres en consideració aspectes com ara la titularitat dels terrenys.
Simulació 3D d’un entorn d’emmagatzemament PHES, amb reservoris superiors que s’omplen per bombament quan hi ha excedent d’energia, i que alliberen l’aigua a les turbines dels reservoris inferiors quan n’hi ha dèficit. El rendiment pujada-caiguda (round trip efficiency) s’estima entre el 70% i el 85% en aquesta mena d’instal·lacions, mentre que els costos per kWh emmagatzemat són vint vegades inferiors als de les bateries de ió de liti, segons algunes estimacions (© ANU)
Remeteu-vos a l’apartat “Direct link to AREMI” del web adjunt per a més detalls sobre cadascun dels diferents indrets recollits, amb dades de tots els paràmetres estudiats. A tall d’exemple, vegeu tot seguit la captura corresponent a la comarca l’Alt Urgell.
Dades de “Global pumped hydro atlas” per a la zona de l’Alt Urgell, amb el visor de l’AREMI (Australian Renewable Energy Mapping Infraestructure)
El Hierro: autonomia energètica
A l’illa canària d’El Hierro l’autonomia energètica ja és una realitat. El subministrament elèctric dels prop de vuit mil habitants de l’illa i dels seus visitants està garantit per una infraestructura que associa les energies renovables amb una central tèrmica de fueloil. Puntualment a l’illa s’han assolit taxes de generació elèctrica provinents al 100% de fonts renovables, concretament de l’eòlica i el PHES, que a l’illa canària es troben associades conformant una central hidràulica-eòlica. Aquesta central mixta opera a l’illa des de juny de 2014, i tot i que en un principi la seva funció principal era complementar la producció de la central de fueloil, no són infreqüents, com s’ha assenyalat, els episodis de generació elèctrica netament renovable.
9 d’agost de 2015, generació exclusivament a partir d’eòlica (verd) i d’hidràulica (blau), segons dades de Red Eléctrica de España (© REE)
Cadascun dels cinc aerogeneradors d’El Hierro, de 64 m d’alçada, té una potència de quelcom més de 2 MW, cosa que totalitza 11,5 MW, i per a la gestió dels excedents i dèficits elèctrics els aerogeneradors es complementen amb el PHES annex i amb la central tèrmica.
Esquema de la infraestructura energètica d’El Hierro, amb els excedents i els dèficits dels aerogeneradors corregits pel PHES i per la tèrmica de fueloil (© futura-sciences.com)
L’esquema energètic d’El Hierro pot esdevenir útil com a model per altres comunitats aïllades i que constitueixen zones no connectades a les xarxes principals de transport d’electricitat. Aquesta voluntat exemplificadora es va plasmar també en la Declaració d’El Hierro (2014).
Autors
Redactat per: Alfonso Martínez Jaume
Per saber-ne més: “Global Pumped Hydro Atlas”
