Cómo se produce la electricidad en España

El sistema eléctrico es un conjunto de infraestructuras que nos permiten disfrutar de energía eléctrica en nuestra vida cotidiana. No es necesario explicar su importancia y la dependencia que tenemos de la electricidad los consumidores domésticos y las empresas de todo tamaño y sector. La cadena de valor del suministro eléctrico la podemos dividir en generación, transporte, distribución y comercialización.

Hoy quiero enfocarme en la generación, en cómo se produce la electricidad a gran escala. Dejaremos de lado el autoconsumo o generación distribuida en la medida en que su relevancia todavía es marginal.

Las primeras centrales eléctricas datan de la década de los 80 del siglo XIX y en aquella época España no estaba tecnológicamente tan lejos de los Estados Unidos como ahora. Más o menos cuando Edison ponía en producción su planta de Nueva York, los empresarios Xifra y Dalmaú hacían lo propio en Barcelona.

Mucho ha llovido desde entonces, muchas bombillas se han encendido y alguna que otra se ha fundido. Hoy en España disponemos de diecisiete tecnologías diferentes para producir electricidad, aunque realmente solo cinco de ellas son principales. Todas tienen ventajas e inconvenientes y aunque vivimos un momento de transición con mucha desinformación, no se dejen engañar: todavía no disponemos de la tecnología perfecta.

Explicándolo de manera sencilla, existen básicamente dos maneras de producir electricidad. La primera sería haciendo girar una turbina que mueve un alternador que genera la electricidad. En este caso, disponemos de deferentes tecnologías para mover la turbina: gas natural, hidroeléctrica, nuclear y eólica. La segunda es la producción fotoeléctrica, que más adelante describiré.

Gas natural

Este combustible se introdujo en la producción eléctrica española para hacer frente al déficit que hubo a finales del siglo pasado y que causó varios apagones; así como para sustituir al carbón. No en vano, España ha sido uno de los pioneros en desterrar el negro y viejo combustible de su producción eléctrica; y antes lo hubiéramos logrado si el gobierno de José Luis Rodríguez Zapatero no hubiera mantenido las subvenciones al sector.
El gas se puede usar de tres maneras, la primera de ellas, el ciclo combinado, es un proceso de alta eficiencia en el que al quemar el gas natural la explosión provocada mueve una primera turbina (como si fuera un motor de avión) y con el calor residual de esa explosión se produce vapor que, a su vez, mueve una segunda turbina. La cuota de producción en España se sitúa entre el 11% y el 25% anual.

La tecnología de cogeneración consiste en el aprovechamiento del calor residual de un proceso industrial primario, para generar vapor que mueve una turbina. También es de alta eficiencia, ya que el proceso industrial principal se va a llevar a cabo igualmente. Finalmente, tenemos las centrales de gestión de residuos, que es un subtipo de las anteriores, en el que el proceso industrial primario es la incineración de residuos, normalmente urbanos, en grandes incineradoras. La cuota de producción conjunta está entre el 7% y el 12% al año.

Aunque vivimos un momento de transición con mucha desinformación, no se dejen engañar: todavía no disponemos de la tecnología perfecta

El gas, hoy por hoy, es insustituible. La UE lo declaró en 2022 energía verde de transición en un intento de acabar con el carbón en Europa sin poner en riesgo la seguridad de suministro. Como dato curioso hay que recordar que el único voto en contra en toda la UE fue el del gobierno español, a pesar de que en su plan energético no contempla el cierre de estas centrales.

Al sistema eléctrico español le aporta estabilidad en la red de transmisión, apoyo a la integración de las renovables y, al ser gestionable y almacenable, es uno de los pilares de la seguridad de suministro. Es verdad que emite CO2 y que es la tecnología más cara de las que tenemos, aunque comparado con el carbón, emite un 66% menos de CO2 y es sensiblemente más barato.

Energía nuclear

La energía nuclear, injustamente denostada hoy en día, fue símbolo de desarrollo económico y tecnológico desde el final de la Segunda Guerra Mundial y hasta los años 80. Pese a la mala fama por su peligrosidad, lo cierto es que los accidentes nucleares han sido muy escasos.

Se basa en el aprovechamiento del calor producido al romper los átomos de determinados elementos químicos, denominados radioactivos. Ese calor se usa para producir vapor que mueve una turbina. La energía eléctrica de origen nuclear, que tiene una cuota estable del 20% anual, no emite CO2 y el combustible es fácilmente almacenable, gestionable y barato. La calidad de la electricidad que produce es muy alta, lo que contribuye a la integración de renovables y a la seguridad de suministro.

El principal inconveniente radica en la gestión de los residuos que es especialmente delicada, aunque por su alta densidad ocupan un volumen muy reducido, lo que hace sea perfectamente asumible. Al igual que en el caso del gas natural, la UE declaró en 2022 a la energía nuclear como de transición, lo que no ha frenado el plan de cierre nuclear español.

Hidroeléctrica

La energía hidroeléctrica es, probablemente, la más fácil de entender. Consiste en dejar caer un flujo continuo de agua sobre una turbina hidráulica, normalmente en el curso de un río. Puede ser fluyente si no hay embalse, aunque lo habitual es que se construya una presa que permita una gestión activa de la reserva de agua. La cuota de producción anual es muy variable, entre el 6% y el 14%.

Esta tecnología no emite CO2, produce una electricidad barata, de muy alta calidad y es muy flexible, por lo que supone una herramienta básica para la operación del sistema eléctrico. Por el contrario, la cantidad de agua embalsable es limitada y sujeta al nivel de precipitaciones meteorológicas y la densidad energética es baja; es decir, se necesita mucha agua embalsada para producir una unidad de electricidad. Recientemente, a este tipo de instalaciones le han salido numerosos detractores por el impacto medioambiental de los embalses.

Eólica

Es la principal fuente de producción de las denominadas renovables, con una cuota entre el 18% y el 23%. Consiste en colocar un molino a una altura determinada, que gira por el efecto del viento, moviendo un alternador. No emite CO2, su 'combustible' (el viento) no tiene coste y el nivel de inversión actualmente es asequible, por lo que ofrece una electricidad muy barata. Para España es también una buena opción de cara a reducir nuestra dependencia energética externa.

No deberíamos desmantelar de manera precipitada esta estructura de generación eléctrica, sino profundizar en sus ventajas, en aras de cumplir él con el trilema energético: seguridad de suministro, descarbonización y competitividad

Entre los inconvenientes, cabe destacar que no se puede almacenar el viento, por lo que está sometida a la incertidumbre de la naturaleza. Además, la calidad de la electricidad que produce es baja, provocando inestabilidad en la red que ha de enmendar la nuclear, el gas o la hidroeléctrica. Finalmente, su escasa densidad energética hace que la ocupación del terreno sea muy elevada, por lo que también tiene un fuerte impacto medioambiental.

Fotoeléctrica

Finalmente, tenemos la tecnología fotoeléctrica, antes mencionada. Aquí no hay turbinas, alternadores, ni ninguna pieza que se mueva. Esta tecnología está basada en una propiedad fisicoquímica que tienen determinados materiales (el silicio, principalmente) por la que emiten electricidad cuando son irradiadas con luz solar. Para ello, se construyen placas de este material fotosensible y se exponen a la luz solar. Su cuota de producción se sitúa en el entorno del 10% anual.

Las ventajas e inconvenientes son similares a los de la eólica. Actualmente, requiere menores inversiones, por lo que es más asequible; sin embargo, incide notablemente más que la eólica en la inestabilidad de la red, lo que redunda en una menor seguridad de suministro. Así mismo, su densidad energética es aún más baja, por lo que para alcanzar la cuota de producción mencionada necesitamos cubrir con placas una superficie equivalente a la de la provincia de Ávila.

No podemos obviar tampoco que esta tecnología tiene una fuerte dependencia de ciertos materiales escasos lo que tiene importantes consecuencias geopolíticas. Ya en el año 2022, un informe la Agencia Internacional de la Energía alertaba de manera contundente: “China domina significativamente todos los segmentos de la cadena de suministro de la energía solar fotovoltaica”.

¿Y ahora qué hacemos?

Con el estado actual de la tecnología es imposible conseguir un sistema eléctrico totalmente renovable y no es previsible que se pueda alcanzar ese hito ni siquiera en el largo plazo; sobre todo, considerando el nivel de electrificación social y económica planeada.

El mix eléctrico español es muy bueno y podemos estar muy orgullosos de lo que hemos logrado: está diversificado, es equilibrado, seguro y limpio. Es de los mejores de toda la UE. Si pudiéramos dotarnos de una regulación menos política, incluso sería de los más baratos. Solo países naturalmente dotados con mucha hidráulica y apoyados con nuclear, como Suecia o Noruega, superan nuestro esquema.

No deberíamos desmantelar de manera precipitada esta estructura de generación eléctrica, sino profundizar en sus ventajas, en aras de cumplir él con el trilema energético: seguridad de suministro, descarbonización y competitividad; y no necesariamente por ese orden.

Francisco Ruiz Jiménez ha sido consejero y miembro del comité de dirección del grupo REDEIA