Coyuntura

Caminos, verde

Los ingenieros de caminos ante el reto del nuevo modelo energético

Desde el siglo XIX, cuando se organiza en España la profesión de la ingeniería de caminos, nuestro trabajo ha estado siempre al servicio de la sociedad, no solo volcados en la obra pública y la planificación, entre otros temas, sino también en encontrar y ofrecer alternativas energéticas de vanguardia que posibiliten un desarrollo sostenido, competitivo y respetuoso con el medioambiente.

José Luis Marín López-Otero

Vocal de la Comisión de Energía, Agua y Cambio Climático del CICCP. Director general de Endesa (1997-2015). Presidente de Renovalia (2016-2020). Consejero de Aguas de Barcelona (1997-2002).

Luis Ángel Fernández Rodríguez

Director de Desarrollo de Negocio en Highview Power. Vicedecano de la Demarcación Cantabria CICCP. Vocal de la Comisión de Energía, Agua y Cambio Climático del CICCP.

Javier Baztán Moreno

Consejero de Energía, Agua y Medio Ambiente CICCP. Vocal de la Comisión de Energía, Agua y Cambio Climático del CICCP. Responsable de Proyectos de Energías Renovables en GPG (Naturgy).

Las energías renovables han alcanzado madurez tecnológica.

En el transcurso de estos siglos, cada vez que una innovación sucedía, hemos sido los pioneros en implementarla, como ocurrió con la máquina de vapor y el ferrocarril; con la energía hidroeléctrica y las presas; con los combustibles fósiles y el desarrollo de infraestructuras para el transporte y almacenamiento de petróleo y gas; con el automóvil y las carreteras; con la energía atómica y las centrales nucleares avanzadas y la gestión segura de sus residuos y, en los últimos años, con las energías renovables. Cabe destacar la contribución que la ingeniería de caminos ha aportado en el despegue de las mismas.

Actualmente, el mundo se enfrenta a otro momento crítico de su devenir: encarar los desafíos del calentamiento global y el cambio climático manteniendo un suministro estable y competitivo de energía, con reducción de gases de efecto invernadero. Para ello, es imprescindible la creación de un nuevo marco regulatorio y legislativo al que el conocimiento y la formación de la ingeniería de caminos puede y debe añadir valor. Las energías renovables han alcanzado madurez tecnológica y competitividad económica y, junto con la gestión inteligente de las redes y el almacenamiento verde, ofrecen un punto de inflexión y una oportunidad de revolucionar los sistemas tradicionales de producción y distribución de la electricidad. Se trata de un momento crucial en el que, como siempre, vamos a estar presentes los ingenieros de caminos.

Las reglas del juego en el contexto energético actual

El Marco Estratégico de Energía y Clima (1) sienta las bases para la modernización de la economía española, la creación de empleo, el posicionamiento de liderazgo de España en las energías y tecnologías limpias que dominarán la próxima década, el desarrollo del medio rural, la mejora de la salud de las personas y el medioambiente, y la justicia social. El Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2021-2030 (PNIEC), la Ley de Cambio Climático y Transición Energética (2) (Ley 7/201, de 20 de mayo) y la Estrategia de Transición Justa son los tres pilares esenciales sobre los que se debe cimentar una estructura estratégica estable y certera para la descarbonización de la economía en España, en el marco de las Directivas Europeas.

El PNIEC precisa de estrategias específicas que permitan identificar correctamente los retos y oportunidades, y diseñar las medidas más adecuadas en tecnologías y vectores clave para la consecución de los objetivos en materia de energía y clima. Así, aprovechar las oportunidades de la transición energética va a permitir generar desarrollo industrial competitivo, crecimiento económico sostenible y generación de empleo cualificado.

Este plan será un marco de referencia de obligado cumplimiento para orientar la acción pública, la regulación sectorial y consiguientemente las inversiones tanto públicas como privadas.

Es por ello que el PNIEC ofrece nuevas oportunidades a las actividades profesionales que desarrollan los ingenieros de caminos, canales y puertos, tanto en lo que se refiere al desarrollo de nuevas infraestructuras, como al fomento de negocios y servicios en los sectores del agua, la energía, el medioambiente, la movilidad, el transporte y la logística, la edificación y el urbanismo, la ordenación del territorio, las tecnologías de la información o el sector financiero.

Adicionalmente, la acción sobre el cambio climático, su mitigación y la necesaria adaptación de nuestro país para paliar sus efectos negativos suponen un importante estímulo para que afloren nuevas ideas y realizaciones técnicas con las que los ingenieros de nuestro ramo podrán contribuir al mejor cumplimiento de los objetivos de la Agenda 2030 establecidos por la Unión Europea y el Gobierno de España.

La Ley de Cambio Climático y Transición Energética, de reciente aprobación, incluida junto al PNIEC en el Marco Estratégico de Energía y Clima, contempla duplicar la cuota de renovables de la generación eléctrica en España hasta alcanzar un 74% para el año 2030. Además, fija como objetivo para 2050 que la totalidad de la generación de energía eléctrica sea renovable, apostando por construir un futuro verde, sostenible y próspero.

Retos y oportunidades

Para contribuir al logro de estos objetivos, el Colegio de Ingenieros de Caminos debe organizar su apoyo proponiendo el desarrollo eficaz y estructurado de los proyectos energéticos contemplados en la ley y que, además, se puedan incluir en los Fondos Europeos “Next Generation” a través del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia (3).

En particular, según los modelos del PNIEC, en la década 2021-2030 sería posible llevar a cabo inversiones por importe de 200.000 millones de euros, lo que implicaría

la creación de hasta 350.000 puestos de trabajo, un importante impulso al I+D+i y la oportunidad de consolidar una industria puntera capaz de exportar bienes y servicios a terceros países, así como situar a nuestro país a la vanguardia de las nuevas energías renovables. Los objetivos establecidos en la ley deberán ser revisados para analizar el grado de cumplimiento en el año 2023.

La principal fuente de emisiones de CO2 proviene del sector transporte, por lo que la Ley de Cambio Climático y Transición Energética promueve el cambio hacia el vehículo eléctrico con unos objetivos concretos. Entre ellos, se pretende lograr para el año 2050 un parque total de vehículos no comerciales, ligeros y sin emisiones directas de CO2, para lo cual, desde una década antes de dicha fecha, ya no habrá a la venta vehículos de combustión.

Siguiendo esta estrategia de fomento de movilidad sostenible, todos los municipios de más de 50.000 habitantes deberán adoptar planes que incluyan, entre otras medidas, zonas de bajas emisiones, mientras que en los municipios de más de 20.000 habitantes se deberán aprobar zonas de bajas emisiones si su calidad de aire no cumple los niveles adecuados.

En consecuencia, una solución para una rápida electrificación de recarga del país pasa por que en las gasolineras se instalen puntos de recarga de coches eléctricos y facilitar que también se doten sistemas de recarga en edificios no residenciales, canalizándose fondos europeos para crear una red de infraestructura de recarga eléctrica.

Por otra parte, también se promoverán combustibles alternativos en el transporte, tales como biocarburantes y otros de origen no biológico, y una nueva ley de movilidad sostenible del transporte público fomentará el uso del ferrocarril de mercancías en distancias superiores a 300 km.

Aunque el sector eléctrico representa en la actualidad menos del 14% de las emisiones de efecto invernadero de España, gracias a las nuevas tecnologías de generación y almacenamiento sin emisiones de CO2, el sector va a ser una de las piezas clave de esta transición a una economía libre de gases de efecto invernadero. La ley contempla casi duplicar en el año 2030 la cuota de renovables, llegando hasta el 74% de la generación, con el objetivo de alcanzar el 100% veinte años después.

Sin embargo, tal y como se expresa en el Proyecto de Orden por la que se crea un mercado de capacidad en el sistema eléctrico español, “la esperada incorporación de instalaciones de producción a partir de fuentes de energía renovable en el sistema eléctrico nacional puede acarrear, como efecto colateral, la aparición de ciertos riesgos en la seguridad de suministro de energía eléctrica, provocados principalmente por la variabilidad e intermitencia de la generación inherente a este tipo de instalaciones. Es por ello que, al tiempo que se refuerzan los compromisos de integración de renovables antes expuestos, se debe articular el conjunto de instrumentos de acompañamiento necesarios que permitan garantizar otro de los grandes pilares del sistema eléctrico nacional, como es la seguridad del suministro”. Para alcanzar estos objetivos y mantener los altísimos estándares de calidad del suministro de electricidad que exige una economía digitalizada, es fundamental impulsar sistemas de almacenamiento energético tales como baterías, hidrógeno verde, aire líquido o centrales hidroeléctricas reversibles.

El Gobierno de España aprobó en marzo de 2021 la Estrategia de Almacenamiento Energético, clave para garantizar la seguridad del suministro y precios más bajos de la energía, y en abril de este mismo año ha abierto el proceso de información pública4 de la orden que crea un mercado de capacidad en el sistema eléctrico español para incentivar la inversión en almacenamiento y firmeza, garantizando el suministro en un sistema eléctrico con creciente penetración renovable.

Los sistemas de almacenamiento constituyen una valiosa herramienta para maximizar la integración de las tecnologías de producción de origen renovable, al poder proveer energía en los momentos en los que no exista el recurso de energía primaria renovable. Incluso, en determinadas circunstancias, algunas tecnologías de almacenamiento pueden llegar a ser un recurso más adecuado para el medioambiente que la inversión en redes eléctricas.

Se identifica, por otra parte, la necesidad coyuntural de impulsar la redacción y posterior cumplimiento de una hoja de ruta para el biogás/biometano.

La potencialidad de generación de gases renovables por la vía del tratamiento de productos orgánicos a través de la digestión anaerobia o la biometanización de residuos o subproductos con carga orgánica presenta una novedosa oportunidad que debe ser considerada. Los ingenieros de caminos somos profesionales capacitados y competentes para la depuración de aguas residuales y el tratamiento de residuos urbanos, y, en particular, para resolver las peculiares demandas estructurales de los recipientes reactores.

Así mismo, debe fomentarse el autoconsumo de electricidad facilitando las plantas fotovoltaicas en las viviendas unifamiliares y comunidades de vecinos.

Fuente: Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico, 2019.

Los objetivos establecidos tanto por la Ley de Cambio Climático como por el PNIEC obligan a impulsar el desarrollo de planes de inversión consensuados entre las diferentes administraciones y la sociedad, a través de sus organizaciones de representación social, empresarial y sindical. En particular, hay que fomentar la agilidad en la tramitación de permisos medioambientales y declaraciones de utilidad pública de los diferentes proyectos que se presenten para su desarrollo.

La actual legislación eléctrica se basa en la retribución de generación en un mercado horario marginalista (only energy markets) y, por lo tanto, debe ser ampliada para contemplar la aparición de un sistema de almacenamiento que dé respaldo a las energías renovables y que debería incrementarse en 12 GW, alcanzando un total de 20 GW para el año 2030 (según establece el PNIEC).

La creación de un mercado de capacidad en el sistema eléctrico español será un importante mecanismo que permita el despliegue del almacenamiento, el testeo de instalaciones y hacer rentables las inversiones en las diferentes tecnologías que actualmente no lo son, pese al carácter estratégico que se les otorga. Será, por tanto, necesario impulsar las inversiones para el despliegue de las diferentes tecnologías de almacenamiento y contar con un amplio abanico de soluciones que puedan participar en el mix energético. Estas tecnologías no siempre competirán en igualdad de servicios prestados a la red y será necesario hacer un análisis del coste/beneficio de los servicios que puedan aportar.

Se prevé que a través de las subastas principales se garanticen las necesidades de potencia firme para el sistema eléctrico peninsular, fomentando al mismo tiempo la inversión en los activos gestionables, como el almacenamiento, mientras que por medio de las subastas de ajuste se pretende resolver los eventuales problemas de cobertura que no vayan a ser cubiertos por medio de la potencia firme asegurada mediante las subastas de capacidad principal. En este sentido, Red Eléctrica de España puede ser el organizador de ese nuevo mercado de capacidad con un sistema pay as bid, método por el cual los promotores oferten el precio que están dispuestos a recibir por poner potencia a disposición del mercado. Los participantes en este mercado serán instalaciones de generación verde, almacenamiento (baterías, hidrógeno, aire líquido), centrales reversibles y bombeos, autoconsumidores e incluso el parque de vehículos eléctricos en su doble papel de consumidor/productor.

En particular, aquellos proyectos de tecnologías incipientes, como el hidrógeno verde o el almacenamiento mediante aire líquido, deberán ser objeto de análisis para la obtención prioritaria de subvenciones y ayudas contempladas en los planes “Next Generation”, ya que las primeras unidades o instalaciones de tecnologías innovadoras tendrán costes mayores, conocidos como first-of-a-kind en inglés, a los que más tarde alcanzarán una vez que las curvas de aprendizaje permitan una reducción de los mismos. Igualmente, los proyectos de bombeo hidráulico deberán ser contemplados como fundamentales para el almacenamiento estratégico de energía eléctrica de larga duración que apoyen un parque renovable para alcanzar los objetivos previstos en el PNIEC para 2030 y, por lo tanto, deben ser contemplados en la agenda de los fondos de esos planes.

En este sentido, será necesario aprobar una estrategia de energía eólica marina, actualizando el RD 1028/2007, en el que se establece el procedimiento administrativo para la tramitación de las solicitudes de autorización de instalaciones de generación eléctrica en el mar territorial, el cual deberá desarrollarse organizando subastas de ordenación del espacio marítimo, en particular en el sistema de las Islas Canarias, donde el factor actual de coste de generación hará que su idoneidad sea mayor.

Sería interesante analizar el posible desarrollo de centrales hidroeléctricas reversibles utilizando agua de mar y los grandes desniveles en algunas de nuestras costas, con proyectos que minimicen los impactos medioambientales y centrales reversibles que utilicen instalaciones obsoletas, como es el caso de las minas abandonadas, así como fomentar con las autoridades portuarias el desarrollo de puertos verdes que minimicen el impacto ambiental y gases de efecto invernadero en sus entornos.

Actuaciones propuestas

Los principales proyectos que proponemos desde nuestra profesión de ingenieros de caminos para alcanzar los objetivos señalados son los siguientes:

  • Fomentar las instalaciones de autoconsumo en viviendas residenciales, comunidades de vecinos y locales comerciales para alcanzar niveles de 20.000 MW para el año 2030.
  • Apoyar la eficiencia energética en edificios del sector residencial y sector terciario, estimando los fondos públicos necesarios para ello, tratando que se desencadene la rehabilitación profunda de las viviendas.
  • Impulsar el vehículo eléctrico. La deseable electrificación del parque de vehículos exigirá además la creación de una infraestructura de recarga ubicua y ágil.
  • Desarrollar parques eólicos marinos, siguiendo la senda europea que ha alcanzado más de 25.000 MW en 12 países, liderados por el Reino Unido y Alemania, y que cifran el potencial a nivel mundial, para la siguiente década, en 228.000 MW. España apenas genera energía eólica marina y nuestros 6.000 kilómetros de costa ofrecen un gran potencial. Además, nuestro país cuenta con una potente industria de aerogeneradores y de construcción naval que, sumadas al enorme tejido industrial existente, pueden dar lugar a una nueva industria nacional que desarrolle el parque en nuestro territorio y exporte instalaciones. Las soluciones con aerogeneradores en plataformas flotantes pueden producir más de 4.000 horas al año frente a una media de 2.500 en tierra.
  • Fomentar los denominados puertos verdes, en los cuales los barcos se alimentan de energía eléctrica verde, minimizando así emisiones e impacto medioambiental e impulsando el desarrollo de infraestructuras renovables en los puertos españoles, o bien que se conecten a energías certificadas como verdes para el suministro a los barcos que utilicen nuestros puertos (On Shore Power Supply).
  • Desplegar un plan nacional de embalses con elevado potencial de almacenamiento por bombeo, que podría desarrollarse por fases, comenzando por aquellos organismos de cuenca responsables de los embalses que, a priori, presentan mayor potencial, realizando un estudio de viabilidad técnica y económica de aprovechamientos hidroeléctricos reversibles.

En particular habría que fomentar, entre otros, el rápido despegue de los siguientes proyectos de centrales hidroeléctricas reversibles:

  • Sistema del Tajo: Central de Torrejón Valde-cañas de 440 MW.
  • Gran Canaria5: Central de Chira Soria.
  • Cantabria: Central de Aguayo 2 de 1000 MW6.
  • Granada: Central Reversible de los Guajares de 340 MW.
  • Hidrocaleras, Central Hidroeléctrica Reversible con agua de mar.
©Nicholas Doherty

Estos desarrollos deberían recibir el apoyo decidido de la Administración, especialmente a través de una regulación favorable y una tramitación ágil y transparente que permitan el impulso a la construcción de centrales de bombeo dentro de España, apoyando a las empresas promotoras, racionalizando y simplificando los procedimientos administrativos correspondientes a la

otorgación de las concesiones, su construcción y entrada en servicio.

Las empresas de nuestro país poseen los recursos necesarios y el know-how preciso para abordar cualquier proyecto de almacenamiento hidráulico, con la dimensión y fiabilidad precisas, entendiendo las centrales reversibles como un todo integrado (proyectos EPC (7): ingeniería, suministro y montaje de equipos, construcción y O&M). En esta tecnología España se encuentra en unas condiciones excelentes, si se tiene en cuenta la experiencia y solvencia de las empresas del sector eléctrico y sus cadenas de colaboradores y proveedores, en su mayor parte nacionales, tanto constructoras como ingenierías.

  • Impulsar el hidrógeno verde. La UE considera que el hidrógeno podrá satisfacer un cuarto de la demanda mundial para el año 2050. En España, el hidrógeno verde podría convertirse en un gran vector de independencia energética como se ha podido ver en los resultados de la consulta pública Hoja de ruta del hidrógeno, replicando el éxito del desarrollo eólico en nuestro país.
  • Fomentar el almacenamiento de energía. Abordar el análisis técnico de las distintas tecnologías y soluciones para el almacenamiento de energía; la diagnosis de los retos actuales que enfrenta su despliegue; el análisis de su cadena de valor para establecer las herramientas necesarias para reforzar la competitividad de industria nacional; las líneas de acción para avanzar en el cumplimiento de los objetivos previstos, y las oportunidades que supone el almacenamiento para el sistema energético y para el país, que deberían contar con ayudas del plan “Next Generation” y, una vez despeguen, puedan convertirse en soluciones competitivas en el mercado.

Los proyectos de almacenamiento de energía, como la utilización del aire líquido, deberían ser contemplados como una excelente opción para el sistema de soporte de un parque de generación renovable en nuestro país que alcance el muy ambicioso objetivo de cubrir la totalidad de la demanda en el año 2050.

Coyuntura

Planta de almacenamiento de energía mediante aire líquido

La solución criogénica desarrollada por Highview durante los últimos 15 años trae una revolución consigo, pues consigue almacenar energía sin degradación, sin limitaciones geográficas y se puede construir de manera modular de acuerdo con las necesidades de cada punto de demanda.

Cortesía de Highview Power.
  • Para maximizar los beneficios para el consumidor y el despliegue de las diferentes tecnologías, será necesario tener en cuenta los beneficios que puedan aportar los distintos proyectos, con indicadores o multiplicadores que incluyan la contribución a la integración de renovables mediante la mitigación de la congestión de la red y la operabilidad del sistema. Igualmente, se deberá asegurar el suministro y calidad eléctrica a todos los usuarios y garantizar los mismos servicios intrínsecos de la generación tradicional, que son esenciales para la operabilidad y resiliencia de la red, como son la inercia sincrónica, el control de voltaje síncrono y la alimentación instantánea de corriente reactiva, todo ello garantizando un sistema energético renovable y libre de emisiones de gases de efecto invernadero.
  • Por todo ello, será necesario disponer de un marco regulatorio específico para las nuevas tecnologías (por ejemplo, hidrógeno verde o los distintos sistemas almacenamiento) y que los diferentes mercados o mecanismos de retribución envíen señales que incentiven las inversiones en estas nuevas tecnologías que actualmente no son rentables. Esto supondrá la recolocación de profesionales del sector energético que puedan verse afectados por la transición y la generación de nuevos puestos de trabajo asociados a los parques renovables.
  • Finalmente, consideramos necesario valorar la sostenibilidad de las distintas tecnologías que puedan participan en el mix energético por medio de medidores como la reciclabilidad y las emisiones indirectas debidas a la fabricación, instalación, operación y reciclaje, así como el retorno de la inversión que produce la instalación de cada tecnología en el país y el impacto en las cadenas de valor que se generan en España y en Europa.

Estamos convencidos de que la tradición de la profesión del ingeniero de caminos y nuestra formación continua nos avalan. Tenemos la mejor disposición y voluntad para colaborar con las autoridades en la puesta en práctica de las medidas recogidas en el marco estratégico de energía y clima, y al seguimiento de su ejecución y cumplimiento de los objetivos señalados. Queremos expresar de esta manera nuestro compromiso con las acciones frente al cambio climático, la reducción de emisiones y la necesaria adaptación de nuestro país a tan ambiciosos objetivos. Los ingenieros de caminos, canales y puertos en el siglo XXI apostamos profesionalmente por el desarrollo sostenible.

Notas

4

El MITECO somete a información pública la orden que crea un mercado de capacidad para garantizar el suministro en un sistema eléctrico con alta penetración renovable.

5

Central hidroeléctrica de bombeo Chira-Soria | Red Eléctrica de España (ree.es.)

6

Imaz expone a Revilla el proyecto de ampliación de la central de bombeo de Aguayo (repsol.com.)

7

EPC, acrónimo de Engineering, Procurement and Construction, haciendo clara referencia a todo lo que incluye el contrato: el diseño, los suministros necesarios y la construcción.

8

La cita proviene de su memoria (no publicada) para la cátedra de la asignatura “Historia y estética de la ingeniería”, que defendió en el año 1981. Recogida en NAVARRO VERA, J.R. (editor), Pensar la ingeniería, Antología de textos de José Antonio Fernández Ordóñez, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid, 2009.